Найти дефекты массы хим.эл.тсват Li до N
Ответ нейросети
27 марта 2026 05:55
Задача корректно трактуется как поиск дефицита массы (mass defect) для ядер элементов в диапазоне Li–N. Я покажу решение для наиболее распространённых стабильных изотопов каждого элемента: Li-7, Be-9, B-11, C-12 и N-14. Формула и данные ниже позволяют получить численные значения.
Что такое дефицит массы
- Mass defect ΔM for ядра равно разности между суммой масс нуклонов (масс протонов и нейтронов) и массой самого ядра.
- В школьной записи удобно использовать формулу, учитывающую массы электронов:
ΔM = Z (m_p + m_e) + N m_n - M_atom
где
- Z — число протонов (заряд ядра),
- N — число нейтронов,
- m_p — масса протона,
- m_n — масса нейтрона,
- m_e — масса электрона,
- M_atom — масса атома (молекулярная масса нейтрального атома, в единицах единиц массы атома u).
Используемые константы (приближенно, в атомных единицах массы u)
- m_p ≈ 1.00782504653 u
- m_e ≈ 0.00054857990946 u
- m_n ≈ 1.00866491588 u
- 1 u ≈ 931.494 MeV/c^2
Важно: для конкретного элемента массой атома будет масса конкретного изотопа. Ниже взяты наиболее распространённые стабильные изотопы:
- Li-7: M_atom ≈ 7.016004 u, Z = 3, N = 4
- Be-9: M_atom ≈ 9.0121831 u, Z = 4, N = 5
- B-11: M_atom ≈ 11.009305 u, Z = 5, N = 6
- C-12: M_atom = 12.000000 u, Z = 6, N = 6 (изотоп с точной массой по определению)
- N-14: M_atom ≈ 14.003074 u, Z = 7, N = 7
Расчёты по каждому элементу
- Литий-7 (Li-7)
- Z (Li) = 3, N = 4, M_atom = 7.016004 u
- Z(m_p + m_e) = 3 × 1.00782504653 ≈ 3.02347513959 u
- N m_n = 4 × 1.00866491588 ≈ 4.03465966352 u
- Сумма = 3.02347513959 + 4.03465966352 ≈ 7.05813480311 u
- ΔM = 7.05813480311 − 7.016004 ≈ 0.04213080311 u
- ΔE = ΔM × 931.494 ≈ 0.0421308 × 931.494 ≈ 39.3 MeV Округленно: mass defect Li-7 ≈ 0.04213 u ≈ 39.3 MeV
- Бериум-9 (Be-9)
- Z = 4, N = 5, M_atom = 9.0121831 u
- Z(m_p + m_e) = 4 × 1.00782504653 ≈ 4.03130018612 u
- N m_n = 5 × 1.00866491588 ≈ 5.0433245794 u
- Сумма = 9.07462476552 u
- ΔM = 9.07462476552 − 9.0121831 ≈ 0.06244166552 u
- ΔE ≈ 0.0624417 × 931.494 ≈ 58.2 MeV mass defect Be-9 ≈ 0.06244 u ≈ 58.2 MeV
- Бор-11 (B-11)
- Z = 5, N = 6, M_atom = 11.009305 u
- Z(m_p + m_e) = 5 × 1.00782504653 ≈ 5.03912523265 u
- N m_n = 6 × 1.00866491588 ≈ 6.05198949528 u
- Сумма = 11.09111472793 u
- ΔM = 11.09111472793 − 11.009305 ≈ 0.08180972793 u
- ΔE ≈ 0.0818097 × 931.494 ≈ 76.2 MeV mass defect B-11 ≈ 0.08181 u ≈ 76.2 MeV
- Углерод-12 (C-12)
- Z = 6, N = 6, M_atom = 12.000000 u
- Z(m_p + m_e) = 6 × 1.00782504653 ≈ 6.04695027918 u
- N m_n = 6 × 1.00866491588 ≈ 6.05198949528 u
- Сумма = 12.09893977446 u
- ΔM = 12.09893977446 − 12.000000 ≈ 0.09893977446 u
- ΔE ≈ 0.0989398 × 931.494 ≈ 92.2 MeV mass defect C-12 ≈ 0.09894 u ≈ 92.2 MeV
- Азот-14 (N-14)
- Z = 7, N = 7, M_atom = 14.003074 u
- Z(m_p + m_e) = 7 × 1.00782504653 ≈ 7.05477532571 u
- N m_n = 7 × 1.00866491588 ≈ 7.06065441116 u
- Сумма = 14.11542973687 u
- ΔM = 14.11542973687 − 14.003074 ≈ 0.11235573687 u
- ΔE ≈ 0.1123557 × 931.494 ≈ 104.7 MeV mass defect N-14 ≈ 0.11236 u ≈ 104.7 MeV
Краткие выводы
- Дефекты массы для выбранных изотопов увеличиваются от Li-7 к N-14: примерно 0.042 u (Li-7), 0.062 u (Be-9), 0.082 u (B-11), 0.099 u (C-12), 0.112 u (N-14).
- Соответствующие полные энергии связи (binding energy) на ядро получаются примерно 39.3, 58.2, 76.2, 92.2 и 104.7 MeV respectively.
- Массовые дефекты на атомном уровне (для конкретных изотопов) зависят от выбранного изотопа. При необходимости можно посчитать для других изотопов (например, Li-6, Be-10 и т. д.) по той же схеме.
Если задача подразумевала другой смысл (например, массовые дефекты для других изотопов или для других диапазонов элементов), скажите, какие именно изотопы или какая трактовка нужна — скорректирую расчёт.
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



