Сколько электронов, протонов и нейтронов содержит атом азота 147N? Каков дефект массы атома азота в а.е.м и в кг? Масса

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо знать, сколько электронов, протонов и нейтронов содержит атом азота и вычислить дефект массы атома.

Атом азота имеет атомный номер 7, что означает, что в нем содержится 7 электронов и 7 протонов. Также мы знаем, что массовое число азота равно 147. Это значит, что общее количество протонов и нейтронов в атоме азота составляет 147.

Чтобы найти количество нейтронов, нужно от общего количества протонов и нейтронов вычесть количество протонов. То есть:
Количество нейтронов = Массовое число азота - Количество протонов = 147 - 7 = 140 нейтронов

Теперь давайте рассчитаем дефект массы атома азота. Дефект массы - это разница между массовым числом азота и суммой масс протонов и нейтронов.

Масса протона = 1,00728 а.е.м
Масса нейтрона = 1,00866 а.е.м
Масса атома азота = 14,00307 а.е.м

Сумма масс протонов и нейтронов = (Количество протонов * Масса протона) + (Количество нейтронов * Масса нейтрона) = (7 * 1,00728) + (140 * 1,00866)

Дефект массы атома азота = Масса атома азота - Сумма масс протонов и нейтронов


Теперь можно рассчитать дефект массы:

\[\Delta m = 14,00307 - ((7 \times 1,00728) + (140 \times 1,00866)) = -0,00869 \, \text{а.е.м}\]

Таким образом, дефект массы атома азота равен -0,00869 а.е.м, что означает, что масса атома азота меньше, чем сумма масс протонов и нейтронов.

Чтобы найти энергию связи ядра азота, мы можем использовать известную формулу:

\[E = \Delta m \times c^2\]

где \(c\) - скорость света в вакууме, приблизительно равная \(3 \times 10^8 \, \text{м/с}\).

Теперь мы можем рассчитать энергию связи ядра азота:

\[E = -0,00869 \times (3 \times 10^8)^2 = -0,00869 \times 9 \times 10^{16} \, \text{Дж}\]

или, в энергиях единицы массы (энергии, которую имеет частица массой в 1 а.е.м):

\[E = -0,00869 \times 9 \times 10^{16} \times \frac{1}{1,66 \times 10^{-27}} \, \text{МэВ}\]

Обратите внимание, что знак минус означает, что энергия выделяется в этой реакции.

Ответ: Атом азота 147N содержит 7 электронов, 7 протонов и 140 нейтронов. Дефект массы атома азота составляет -0,00869 а.е.м. Энергия связи ядра азота равна -0,00869 Дж и -0,00869 МэВ. В этой реакции энергия выделяется.