Chimie Question #384
Darrin (Genre: mâle, Àge: 14 années) de l'Internet sur 1 juin 1998 demande:
Pourquoi fait un atome avoir les neutrons et pourquoi fait un atome spécifique avoir une quantité limitée d'isotopes. Par exemple, l'hydrogène a 3 mais le carbone a seulement 2.
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La réponse
Les neutrons agissent en tant que genre de « colle » cette des noyaux de prises ensemble. Se rappeler que le noyau d'un atome est positif (une fois vous obtenez à « intérieur » les orbites des électrons, leur charge négative n'a aucun effet), et les charges positives se repoussent, de même que les charges négatives. Ainsi si vous allez emballer un bon nombre de petites charges positives ensemble (les protons), cela peut fonctionner pour de petits noyaux, mais quand vous obtenez à de plus grands et plus grands noyaux que vous aurez plus du mal et plus dur à les tenir ensemble, sans un autre genre d'aide. La « aide » est les neutrons - particules sans la charge, mais avec la même « force nucléaire forte » (une des quatre forces de base de la nature) comme protons. Imaginer essayer de lier une foule des personnes fâchées les uns avec les autres - vous aurez plus de chance si vous entremêlez quelques personnes « neutres » dont le travail qu'il est de garder les personnes fâchées a séparé un peu, mais pas aussi a séparé qu'elles ne peuvent pas parler entre eux.
Vous obtenez à un point où, pour de grands noyaux aimer cela de l'uranium, vous avez besoin de beaucoup plus de neutrons que des protons pour obtenir le travail fait. C'est pourquoi, avec la fission nucléaire (où vous dédoublez un atome en uranium dans la moitié), vous obtenez à uns des neutrons volant loin de la réaction - ils ne sont pas nécessaires plus avec les noyaux plus petits qui sont laissés plus de.
Les atomes de raison ont différents nombres des isotopes est très compliqué, mais descend à l'énergie. Dans la théorie, vous pouvez juste maintenir empiler vers le haut des neutrons un après anthère sur le noyau d'un atome, et continuez à faire de nouveaux isotopes. Dans la pratique, cependant, car vous ajoutez plus de neutrons vous rendez le noyau de plus en plus instable (une autre manière de dire ceci a de plus en plus l'énergie interne), parce qu'elle a juste trop de neutrons pour le nombre de protons. Ils ne doivent pas être parfaitement équilibrés (par exemple, dans le paragraphe précédent je mentionne comment l'uranium a plus de neutrons que des protons), mais vous également ne voulez pas le faire désiquilibrer trop. Des atomes qui sont instables de cette façon s'appellent « radioactifs », parce qu'ils essayent de devenir stables par énergie de dégage (rayonnement) et dans le processus transformant certains de ces neutrons en protons, ou vice-versa (pour essayer d'équilibrer des choses dehors). Par exemple, quand vous ajoutez un neutron à l'hydrogène, vous obtenez le deutérium, qui est stable (mais rare), et si vous ajoutez un plus de neutron vous obtenez le tritium, qui est instable (radioactif). Si vous deviez ajouter un TROISIÈME neutron, vous obtiendriez quelque chose qui est tellement extrêmement instable qu'il ne dure pas même un milliardième d'une seconde - vous juste ne pouvez pas coller le neutron dessus, en d'autres termes.
Parfois vous pouvez obtenir quelque chose qui est très instable, mais durez toujours pendant une période courte, et au total il y a au-dessus d'mille isotopes, et seulement quelques cent d'entre eux sont stables -- le repos durant pour différentes périodes avant qu'ils deviennent stables eux-mêmes.
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