Для определения энергии связи ядра ртути нужно использовать понятие дефекта массы и формулу для энергии, основанную на известном уравнении Эйнштейна ( E = mc^2 ).
Шаг 1: Определение числа протонов и нейтронов
Атом ртути ( \text{Hg}_{80}^{200} ) имеет:
- ( Z = 80 ) протонов
- ( A = 200 ) нуклонов, следовательно,
- Число нейтронов ( N = A - Z = 200 - 80 = 120 )
Шаг 2: Определение теоретической массы нуклонов
Масса одного протона: ( 1,6726 \times 10^{-27} ) кг
Масса одного нейтрона: ( 1,6749 \times 10^{-27} ) кг
Общая масса протонов:
[ m_p = 80 \times 1,6726 \times 10^{-27} , \text{кг} = 133,808 \times 10^{-27} , \text{кг} ]
Общая масса нейтронов:
[ m_n = 120 \times 1,6749 \times 10^{-27} , \text{кг} = 200,988 \times 10^{-27} , \text{кг} ]
Теоретическая масса ядра:
[ m_t = m_p + m_n = (133,808 + 200,988) \times 10^{-27} , \text{кг} = 334,796 \times 10^{-27} , \text{кг} ]
Шаг 3: Определение дефекта массы
Масса покоя ядра (экспериментальная):
[ m_{exp} = 200,028 , \text{а.е.м.} = 200,028 \times 1,6605 \times 10^{-27} , \text{кг} = 332,046 \times 10^{-27} , \text{кг} ]
Дефект массы:
[ \Delta m = m_t - m_{exp} = (334,796 - 332,046) \times 10^{-27} , \text{кг} = 2,75 \times 10^{-27} , \text{кг} ]
Шаг 4: Вычисление энергии связи
Энергия связи:
[ E = \Delta m \cdot c^2 = 2,75 \times 10^{-27} , \text{кг} \times (3 \times 10^8 , \text{м/с})^2 ]
[ E = 2,75 \times 10^{-27} \times 9 \times 10^{16} , \text{Дж} ]
[ E = 24,75 \times 10^{-11} , \text{Дж} ]
Конвертируем в искомый формат ( \times 10^{11} , \text{Дж} ):
[
E = 2,5 \times 10^{-12 + 11} , \text{Дж} = 2,5 , \text{Дж}
]
Ответ: Энергия связи ядра атома ртути составляет примерно ( 2,5 , \text{Дж} \times 10^{11} ).