169
Nüvə qüvvələri
Nüvənin dayanıqlığı onu təşkil edən proton və neytronlar arasında
nüvə qüvvələri
(və ya
güclü qarşılıqlı təsir qüvvələri) adlanan xüsusi cazibə xarakterli qüvvələrin
mövcud olmasındadır.
Nüvə qüvvələri – nuklonları nüvədə saxlayan və onun dayanıqlığını təmin edən
qüvvələrdir.
Bu qüvvələrdə aşağıdakı xüsusiyyətlər aşkar edilmişdir:
1)
cazibə xarakterli qüvvələrdir;
2) nüvə ölçüləri dairəsində protonlar arasında mövcud olan itələmə xarakterli Ku-
lon qüvvələrindən 100 dəfə böyükdür;
3) yaxınatəsir xarakterlidir – nüvə ölçüləri dairəsində (
10
10
??????) meydana
çıxır;
4) nuklonlar arasındakı nüvə qarşılıqlı təsir qüvvələri elektrik yükündən asılı de-
yildir: protonla – proton, protonla – neytron və neytronla – neytron arasındakı nüvə
qüvvələri eynidir;
5) doyma xassəsinə malikdir: bu o deməkdir ki, nüvə daxilindəki nuklonlar yalnız
yaxın “qonşuluqdakı” zərrəciklərlə qarşılıqlı
təsirdə ola bilir;
6) mərkəzi təsir xarakterli deyildir, yəni nüvə qüvvələri qarşılıqlı təsirdə olan
nuklonların mərkəzlərini birləşdirən xətt boyunca yönəlmir.
İzotoplar
Nüvələrində protonlarının sayı eyni, lakin neytronlarının sayı müxtəlif olan
atomlar verilən kimyəvi elementin izotopları (yun. “izos” – eyni
+ “topos” – yer
)
adlanır. Tərifi belə də söyləmək olar:
Protonlarının sayı eyni, kütlə ədədləri müxtəlif olan atomlar izotoplar adlanır.
Məsələn, hidrogenin üç izotopu məlumdur:
??????
(protium) izotopu yalnız 1 protondan
ibarətdir,
?????? (
deyterium) və ?????? (
tritium) izotopları isə bir protondan və uyğun olaraq
bir və iki neytrondan ibarətdir
(d)
. Qeyd edək ki, neytronlar elementin kimyəvi
xassəsinə heç bir təsir göstərmədiyindən eyni elementin bütün izotoplarının
kimyəvi
xassələri də eyni olur. Lakin neytronlarının sayı müxtəlif olan izotoplar
fiziki xas-
sələrinə görə (məs.: atomun enerji səviyyələrinə görə) bir-birindən fərqlənir.
(d)
H
H
H
LAYİHƏ
170
Kütlə ədədi yük ədədindən 2 dəfə böyük olan nüvədə protonlarla neytronların say
nisbətini müəyyən edin.
Məsələ 2.
Mendeleyev cədvəlindən bir neçə elə kimyəvi element müəyyən edin ki, onların
kütlə ədədi yük ədədindən 2 dəfə böyük olsun.
Nəticənin müzakirəsi:
Belə elementlərdə proton və neytronların say nisbəti necədir?
Mendeleyev cədvəlində kimyəvi elementin atom kütləsinə görə onun təbiətdə izotopunun
sayının çox, yaxud az olmasını müəyyən etmək olarmı? Cavabınızı əsaslandırın.
№
Suallar
Bilirəm
zəif
orta
yaxşı
1
İki nüvə eyni kütlə ədədinə malikdir. Bu nüvələrin yükü
fərqli ola bilərmi? Cavabınızı əsaslandırın.
2
İki nüvə müxtəlif yükə malikdir. Bu nüvələr eyni kimyəvi
elementin izotopu ola bilərmi? Cavabınızı əsaslandırın.
3
Atom nüvəsində: a) 52 proton və 72 neytron; b) 103
proton və 153 neytron olan kimyəvi elementi təyin edin.
4
Hansı kimyəvi
elementlər
?????? simvolu ilə işarə edilmişdir:
??????;
??????;
??????;
?????? ?
NƏ ÖYRƏNDİNİZ?
İş vərəqində “Atom nüvəsinin quruluşu” mövzusunda esse yazın.
ÖZÜNÜZÜ QİYMƏTLƏNDİRİN
HƏYATLA ƏLAQƏLƏNDİRİN
ARAŞDIRMA
2
TƏTBİQETMƏ
LAYİHƏ
171
4.7. NÜVƏNİN RABİTƏ ENERJİSİ
Aparılan çoxsaylı eksperimentlərdən müəyyən edilmişdir ki, nüvənin
kütləsi onu təşkil edən nuklonların (proton və neytronların) kütlələri
cəmindən həmişə kiçikdir:
M < Zm + Nm .
Bu o deməkdir ki, nuklonların kütlələri cəmi ilə həmin nuklonlardan ibarət nüvənin kütləsi
arasında fərq –
kütlə defekti mövcuddur
:
∆?????? = ????????????
??????
+ ????????????
??????
− ??????
??????
.
Burada M
N
– nüvənin kütləsi, Z və N – uyğun olaraq nüvədəki proton və neytronların
sayı, m
p
– protonun kütləsi, m
n
–
neytronun kütləsi,
m – kütlə defektidir.
Nuklonlar sistemindən nüvə əmələ gələn zaman kütlənin azalması bu sistemin enerjisinin
rabitə enerjisi (
E
.
) qədər azalması deməkdir.
Rabitə enerjisi – nüvəni sərbəst nuklonlara ayırmaq üçün lazım olan minimum enerjidir.
Nüvənin rabitə enerjisini hesablamaq üçün A.Eynşteynin kütlə ilə enerji arasındakı əlaqə
düsturundan istifadə edilir:
E
.
= ∆E = ∆mc → E
= Zm + Nm − M ∙ c .
Müxtəlif kimyəvi elementlərin nüvələrinin rabitə enerjisini hesablamaq üçün proton və
nüvə kütlələrinin əvəzinə uyğun olaraq hidrogen atomunun kütləsinin (
m ) və kimyəvi
elementin atom kütləsinin (
M ) qiymətindən istifadə etmək əlverişlidir. Bu halda rabitə
enerjisi:
E
.
= Zm + Nm − M ∙ c .
Enerji ilə kütlə arasında
∆E = ∆mc düsturuna əsasən 1 a.k.v. – kütlənin 931,5 MeV
enerjiyə ekvivalent olduğu müəyyən edilmişdir. Bu nəzərə alınarsa, nüvənin rabitə ener-
jisini belə də yazmaq olar:
E
.
= Zm + Nm − M ∙ 931,5 MeV.
Nüvələrin dayanıqlığı
xüsusi rabitə enerjisi adlanan kəmiyyətlə xarakterizə olunur.
Xüsusi rabitə enerjisi – nüvənin bir nuklonuna düşən rabitə enerjisidir.
=
E
A
.
Onun vahidi:
=
= 1
.
Cədvəl 4.4-də
elektronun, nuklonların, habelə bəzi izotopların kütlələri və onlara ekvi-
valent olan enerjiləri verilmişdir. Verilənlərdən istifadə edərək
“Nüvə və onun nuk-
lonları arasında enerjinin saxlanması qanunu ödənilirmi?” araşdırmasını aparın.
Cədvəl 4.4.
Zərrəcik və
kimyəvi element
Kütləsi:
a.k.v.
Enerjisi:
MeV
Kimyəvi
element
Kütləsi:
a.k.v.
Enerjisi:
MeV
Elektron ( ??????)
0,0005486
0,51102
Litium ( ????????????)
6,941
6465,542
Proton ( ??????)
1,0072765
938,28
Karbon ( ??????)
12,0
11178
Neytron ( ??????)
1,008665
939,57
Karbon ( ??????)
13,003354
12112,624
Hidrogen ( ??????)
1,007825
938,79
Uran (
??????)
235,04418
218943,654
Deyterium ( ??????)
2,014102
1876,136
Uran (
??????)
238,05113
221744,6276
Tritium ( ??????)
3,016062
2809, 462
Neptunium
????????????)
239,05320
222678,0558
Helium ( ????????????)
4,002603
3728,425
Plutonium (
????????????)
239,05242
222677,3292
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9
LAYİHƏ