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CHIMICA NUCLEARE Come è possibile che cariche dello stesso segno, i protoni, stiano confinate in un volume molto piccolo quale quello nucleare? Sperimentalmente.

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Presentazione sul tema: "CHIMICA NUCLEARE Come è possibile che cariche dello stesso segno, i protoni, stiano confinate in un volume molto piccolo quale quello nucleare? Sperimentalmente."— Transcript della presentazione:

1 CHIMICA NUCLEARE Come è possibile che cariche dello stesso segno, i protoni, stiano confinate in un volume molto piccolo quale quello nucleare? Sperimentalmente si osserva che occorre spendere energia per scindere un nucleo nei sui nucleoni (protoni e neutroni) costituenti

2 Esiste una forza di attrazione che è 100 volte maggiore della forza di repulsione elettrostatica tra i protoni (e volte maggiore dell’attrazione eletrostatica tra il nucleo e l’elettrone dell’atomo di idrogeno) ed è detta forza forte.

3 DIFETTO DI MASSA I nucleoni quando fanno parte di un nucleo hanno massa minore di quella che possiedono quando sono liberi e in stato di quiete E = mc 2 Esempio: 16 O ha massa 15, ed è costituito da 8 neutroni e 8 protoni. La somma delle masse di queste particelle fa: (8*1, uma)+(8*1,007825)= 16, uma 16, uma - 15, uma = 0, uma

4 DIFETTO DI MASSA Difetto di massa si calcola: (numero di protoni Z* la massa del nuclide 1H + numero di neutroni N * la massa del neutrone) Se mi riferisco a una mole del nuclide, il difetto di massa è espresso in g/mol quindi ottengo 0,13701 g/mol L’energia liberata è uguale a: E = 0,13701*9,0* = 1,23*10 13 J/mol che è una quantità di energia enorme (per esempio la combustione di una mole di metano libera 890 kJ SOLTANTO)

5 L’energia di legame media per nucleone: l’energia corrispondente al difetto di massa divisa per il numero di nucleoni. E’ indicata come E l /A dove E l sta per l’energia di legame del nucleo e A è il numero di massa (somma dei protoni e neutroni). LA FUSIONE DI DUE NUCLEI E’ UN MODO PER OTTENERE ENERGIA!

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7 DISTRIBUZIONE NATURALE DI NUCLIDI STABILI Un nuclide stabile rimane inalterato nel tempo a causa di barriere di potenziale elevatissime che si oppongono ad ogni eventuale sua trasformazione. Ne esistono 260 di nuclidi stabili Il numero di neutroni è sempre uguale o maggiore rispetto al numero dei protoni, a parte 1 H e 3 He

8 DECADIMENTO RADIOATTIVO E’ un processo mediante il quale un nuclide, naturale o prodotto artificialmente, si trasforma spontaneamente in un altro. In questo processo si libera enegia sotto forma di calore e di radiazione elettromagnetica (raggi  ), oltre a particelle di diverso tipo. La liberazione di questa energia e l’emissione di particelle da parte di nuclidi instabili è il fenomeno della radioattività n  p + +  - p +   + (positrone) + n p + +  +  n cattura elettronica

9 DECADIMENTO RADIOATTIVO La maggior parte dei nuclidi instabili (in particolare quelli con Z>81) decadono spontaneamente con emissione di particelle  e  -. Il decadimento radioattivo mediante cattura elettronica è presente in isotopi leggeri con Z<81. Il decadimento di particelle  + e’ raro nei nuclidi naturali. Un nuclide che emette  + per tornare neutro deve perdere un elettrone e si ha quindi il processo di annichilazione e la massa delle due particelle si trasforma in energia

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13 FAMIGLIE RADIOATTIVE

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