Сравните уравнения химических и ядерных реакций приведите примеры

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Какие отличия ядерных реакций от химических? Объясните свой ответ

Видео:Ядерные реакции. 10 класс.Скачать

Ваш ответ

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

решение вопроса

Видео:Типы химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,296
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,203
• разное 16,830

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Видео:Типы Химических Реакций — Химия // Урок Химии 8 КлассСкачать

Разница между ядерной реакцией и химической реакцией

Разница между ядерной реакцией и химической реакцией — Разница Между

Видео:Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Содержание:

Видео:Уравнения ядерных реакций для разных видов распада (видео 19)| Квантовая физика | ФизикаСкачать

Основное отличие — ядерная реакция против химической реакции

Ядерная реакция и химическая реакция представляют собой два типа реакций, которые принципиально отличаются друг от друга в зависимости от того, каким образом элементы принимают участие в этих реакциях. Химия в основном имеет дело с реакциями, включающими обмен и обмен электронами. Однако эти реакции обычно не влияют на состояние ядер элементов. Но в случае ядерной реакции элементы, которые принимают участие в реакции, подвергаются изменениям в субатомных частицах в их ядрах. Следовательно главное отличие между ядерной реакцией и химической реакцией можно просто объяснить поведение элементов, участвующих в реакциях; только орбитальные электроны участвуют в химических реакциях в то время как, в ядерных реакциях участвуют ядра элементов.

Видео:Скорость химических реакций. 9 класс.Скачать

Что такое ядерная реакция?

Ядерная реакция имеет место, когда ядро ​​атома сталкивается с другим ядром или с субатомной частицей (такой как протоны, нейтроны и электроны высокой энергии). Как правило, после этого столкновения образуется один или несколько нуклидов, которые отличаются от тех, которые были в начале процесса. Следовательно, во время процесса ядерной реакции элементы в начале изменяются на различные элементы посредством изменения состава субатомных частиц ядра. В ядерных реакциях возможно расщепление тяжелого ядра на более мелкие атомы, а также объединение двух разных ядер с образованием более тяжелого атома. В этом случае первый тип называется ‘ядерное деление’И последний известен как‘термоядерная реакцияРеакция

Оба этих типа ядерных реакций используются в ядерном оружии, а реакции ядерного деления часто проводятся в ядерных реакторах. Ядерные реакции часто наблюдаются в нестабильных и радиоактивных элементах. Однако радиоактивный распад, который является естественным явлением, не рассматривается как ядерная реакция. Следовательно, как следует из определения, эти реакции проводятся с целью большей части времени, Космические лучи, сталкивающиеся с веществом, могут быть приняты как пример естественной ядерной реакции.

Видео:Расстановка Коэффициентов в Химических Реакциях // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Что такое химическая реакция

Это реакции, которые вовлекают электроны внешней оболочки среди атомов. В этом случае то, что изменяется, является связыванием каждого элемента друг с другом, сохраняя тип элементов постоянным. Атомы / молекулы, которые принимают участие в реакциях, проходят через серию разрывов и связей. Если связи происходят из-за электростатических сил, они называются ионные связии если это происходит из-за совместного использования электронов, связи известны как ковалентные связи, Атомы / молекулы в начале называются реагентыи полученные молекулы называются товары.

Большинство реакций движутся в прямом направлении, а некоторые также движутся назад, пока не достигнет точки равновесия. Этот вид реакций называется равновесная реакция, Более того, некоторые реакции являются спонтанными, и они не требуют ввода энергии. Напротив, неспонтанным реакциям необходим внешний источник энергии для продвижения реакции вперед. Эта энергия поможет реагентам преодолеть энергетический барьер, свойственный любой реакции. Каждая химическая реакция может быть записана в виде уравнения с реагентами и продуктами с обеих сторон. А подробный пошаговый путь реакции называется ‘механизмРеакции часто происходят в несколько шагов. Внешние факторы, такие как тепло и использование катализаторов, могут влиять на скорость реакции.

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Разница между ядерной реакцией и химической реакцией

Определение

Ядерные реакции являются реакциями, в которых ядра атомов принимают участие в реакции.

В Химические реакцииэто электроны во внешних оболочках, которые принимают участие в реакции.

Элементная Композиция

Элементный состав изменяется во время ядерная реакция в результате различные типы нуклидов, чем в начале.

Элементный состав химическая реакция остается неизменным до и после реакции. Изменяется только порядок соединения.

Преобразование энергии

ядерной расщепление реакции выпустить огромное количество энергии.

Химические реакции иметь дело с количеством энергии, достаточным для поднятия реагентов выше их энергетического барьера.

Вхождение

Ядерные реакции встречаются только среди крайне нестабильных атомов и обычно создаются специально.

Химические реакции являются основой жизни, и это происходит вокруг нас в любой момент времени.

Видео:Физика 11 класс (Урок№28 - Ядерные реакции.)Скачать

Примеры ядерных реакций: особенности, решение и формулы

На протяжении долгого времени человека не оставляли мечты о взаимопревращении элементов – точнее, о превращении различных металлов в один. После осознания бесплодности этих попыток утвердилась точка зрения о незыблемости химических элементов. И только открытие структуры ядра в начале XX века показало, что превращение элементов один в другой возможно – но не химическими методами, то есть воздействием на внешние электронные оболочки атомов, а путем вмешательства в структуру атомного ядра. Такого рода явления (и некоторые другие) относятся к ядерным реакциям, примеры которых будут рассмотрены ниже. Но прежде необходимо вспомнить о некоторых основных понятиях, которые потребуются в ходе этого рассмотрения.

Видео:Физические и химические явления. 7 класс.Скачать

Общее понятие о ядерных реакциях

Существуют явления, в которых ядро атома того или иного элемента вступает во взаимодействие с другим ядром или какой-либо элементарной частицей, то есть обменивается с ними энергией и импульсом. Подобные процессы и называются ядерными реакциями. Результатом их может стать изменение состава ядра или образование новых ядер с испусканием определенных частиц. При этом возможны такие варианты, как:

• превращение одного химического элемента в другой;
• деление ядра;
• синтез, то есть слияние ядер, при котором образуется ядро более тяжелого элемента.

Начальная фаза реакции, определяемая типом и состоянием вступающих в нее частиц, называется входным каналом. Выходные каналы – это возможные пути, по которым реакция будет протекать.

Видео:Химические уравнения - Как составлять уравнения реакций // Составление Уравнений Химических РеакцийСкачать

Правила записи ядерных реакций

В примерах, приведенных ниже, демонстрируются способы, с помощью которых принято описывать реакции с участием ядер и элементарных частиц.

Первый способ – тот же, что применяется в химии: в левой части ставятся исходные частицы, в правой – продукты реакции. Например, взаимодействие ядра бериллия-9 с налетающей альфа-частицей (так называемая реакция открытия нейтрона) записывается следующим образом:

Верхние индексы обозначают количество нуклонов, то есть массовые числа ядер, нижние – количество протонов, то есть атомные номера. Суммы тех и других в левой и правой части должны совпадать.

Сокращенный способ написания уравнений ядерных реакций, часто применяющийся в физике, выглядит так:

Общий вид такой записи: A (a, b₁b₂…) B. Здесь A – ядро-мишень; a – налетающая частица или ядро; b₁, b₂ и так далее – легкие продукты реакции; B – конечное ядро.

Видео:Видеоурок по химии "Типы химических реакций в органической химии"Скачать

Энергетика ядерных реакций

В ядерных превращениях выполняется закон сохранения энергии (наряду с другими законами сохранения). При этом кинетическая энергия частиц во входном и выходном канале реакции могут различаться за счет изменения энергии покоя. Так как последняя эквивалентна массе частиц, до и после реакции массы также будут неодинаковы. Но полная энергия системы всегда сохраняется.

Разность энергии покоя вступающих в реакцию и выходящих из нее частиц называется энергетическим выходом и выражается в изменении их кинетической энергии.

В процессах с участием ядер задействуются три вида фундаментальных взаимодействий – электромагнитное, слабое и сильное. Благодаря последнему ядро обладает такой важнейшей особенностью, как высокая энергия связи между составляющими его частицами. Она существенно выше, чем, например, между ядром и атомными электронами или между атомами в молекулах. Об этом свидетельствует заметный дефект массы – разница между суммой масс нуклонов и массой ядра, которая всегда меньше на величину, пропорциональную энергии связи: Δm = E_св/c 2 . Расчет дефекта массы производится по простой формуле Δm = Zm_p + Am_n – М_я, где Z – заряд ядра, A – массовое число, m_p – масса протона (1,00728 а.е.м.), m_n – масса нейтрона (1,00866 а.е.м.), M_я – масса ядра.

При описании ядерных реакций используется понятие удельной энергии связи (то есть в расчете на один нуклон: Δmc 2 /A).

Видео:Уравнения химический реакций на ОГЭ: как составлять без ошибок?Скачать

Энергия связи и стабильность ядер

Наибольшей устойчивостью, то есть наивысшей удельной энергией связи, отличаются ядра с массовым числом от 50 до 90, например, железо. Такой «пик стабильности» обусловлен нецентральным характером ядерных сил. Поскольку каждый нуклон взаимодействует только с соседями, на поверхности ядра он связан слабее, нежели внутри. Чем меньше в ядре взаимодействующих нуклонов, тем меньше и энергия связи, поэтому легкие ядра менее стабильны. В свою очередь, с ростом количества частиц в ядре возрастают кулоновские силы отталкивания между протонами, так что энергия связи тяжелых ядер тоже уменьшается.

Таким образом, для легких ядер наиболее вероятными, то есть энергетически выгодными, являются реакции слияния с формированием устойчивого ядра средней массы, для тяжелых же – напротив, процессы распада и деления (нередко многоступенчатые), в результате которых также образуются более стабильные продукты. Этим реакциям свойственен положительный и часто очень высокий энергетический выход, сопровождающий увеличение энергии связи.

Ниже мы рассмотрим некоторые примеры ядерных реакций.

Видео:Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Реакции распада

Ядра могут претерпевать спонтанное изменение состава и структуры, при которых происходит испускание каких-либо элементарных частиц или фрагментов ядра, таких как альфа-частицы или более тяжелые кластеры.

Так, при альфа-распаде, возможном благодаря квантовому туннелированию, альфа-частица преодолевает потенциальный барьер ядерных сил и покидает материнское ядро, которое, соответственно, уменьшает атомный номер на 2, а массовое число – на 4. Например, ядро радия-226, испуская альфа-частицу, превращается в радон-222:

Энергия распада ядра радия-226 составляет около 4,87 МэВ.

Бета-распад, обусловленный слабым взаимодействием, происходит без изменения количества нуклонов (массового числа), но с увеличением или уменьшением заряда ядра на 1, при испускании антинейтрино или нейтрино, а также электрона или позитрона. Примером ядерной реакции данного типа является бета-плюс-распад фтора-18. Здесь один из протонов ядра превращается в нейтрон, излучаются позитрон и нейтрино, а фтор превращается в кислород-18:

Энергия бета-распада фтора-18 – около 0,63 МэВ.

Видео:Как решать ОРГАНИЧЕСКИЕ ЦЕПОЧКИ? Основные типы химических реакцийСкачать

Деление ядер

Гораздо больший энергетический выход имеют реакции деления. Так называется процесс, при котором ядро самопроизвольно или вынужденно распадается на близкие по массе осколки (как правило, два, редко – три) и некоторые более легкие продукты. Ядро делится, если его потенциальная энергия превысит исходное значение на некоторую величину, называемую барьером деления. Однако вероятность спонтанного процесса даже для тяжелых ядер невелика.

Она существенно возрастает при получении ядром соответствующей энергии извне (при попадании в него частицы). Наиболее легко проникает в ядро нейтрон, поскольку он не подвержен силам электростатического отталкивания. Попадание нейтрона приводит к повышению внутренней энергии ядра, оно деформируется с образованием перетяжки и делится. Осколки разлетаются под действием кулоновских сил. Пример ядерной реакции деления демонстрирует уран-235, поглотивший нейтрон:

Расщепление на барий-144 и криптон-89 – лишь один из возможных вариантов деления урана-235. Эту реакцию можно записать в виде 235 ₉₂U + 1 ₀n → 236 ₉₂U* → 144 ₅₆Ba + 89 ₃₆Kr + 3 1 ₀n, где 236 ₉₂U* – сильно возбужденное составное ядро с высокой потенциальной энергией. Избыток ее наряду с разностью энергий связи материнского и дочерних ядер выделяется главным образом (около 80%) в форме кинетической энергии продуктов реакции, а также частично в форме потенциальной энергии осколков деления. Общая энергия деления массивного ядра – примерно 200 МэВ. В пересчете на 1 грамм урана-235 (при условии, что прореагировали все ядра) это составляет 8,2 ∙ 10 4 мегаджоулей.

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Цепные реакции

Деление урана-235, а также таких ядер, как уран-233 и плутоний-239, характеризуется одной важной особенностью – наличием среди продуктов реакции свободных нейтронов. Эти частицы, проникая в другие ядра, в свою очередь, способны инициировать их деление опять-таки с вылетом новых нейтронов и так далее. Подобный процесс именуется цепной ядерной реакцией.

Течение цепной реакции зависит от того, как соотносится число вылетающих нейтронов очередного поколения с количеством их в предыдущем поколении. Это отношение k = N_i/N_i–1 (здесь N – количество частиц, i – порядковый номер поколения) носит название коэффициента размножения нейтронов. При k 1 число нейтронов, а значит, и делящихся ядер, возрастает лавинообразно. Пример цепной ядерной реакции такого типа – взрыв атомной бомбы. При k = 1 процесс протекает стационарно, примером чему служит реакция, управляемая при помощи поглощающих нейтроны стержней, в ядерных реакторах.

Видео:Составление уравнений реакций горения. 11 класс.Скачать

Ядерный синтез

Наибольшее энерговыделение (в расчете на один нуклон) происходит при слиянии легких ядер – так называемых реакциях синтеза. Чтобы вступить в реакцию, положительно заряженные ядра должны преодолеть кулоновский барьер и сблизиться на расстояние сильного взаимодействия, не превышающее размеров самого ядра. Поэтому они должны обладать чрезвычайно большой кинетической энергией, что означает высокие температуры (десятки миллионов градусов и выше). По этой причине реакции синтеза еще называют термоядерными.

Пример ядерной реакции синтеза – образование гелия-4 с вылетом нейтрона при слиянии ядер дейтерия и трития:

Здесь высвобождается энергия 17,6 МэВ, что в расчете на один нуклон более чем в 3 раза превышает энергию деления урана. Из них 14,1 МэВ приходится на кинетическую энергию нейтрона и 3,5 МэВ – ядра гелия-4. Такая существенная величина создается за счет огромной разницы в энергиях связи ядер дейтерия (2,2246 МэВ) и трития (8,4819 МэВ) с одной стороны, и гелия-4 (28,2956 МэВ) – с другой.

В реакциях деления ядра высвобождается энергия электрического отталкивания, в то время как при синтезе энерговыделение происходит за счет сильного взаимодействия – самого мощного в природе. Это и определяет столь значительный энергетический выход данного типа ядерных реакций.

Видео:Реакции разложения. Как понять?Скачать

Примеры решения задач

Рассмотрим реакцию деления 235 ₉₂U + 1 ₀n → 140 ₅₄Xe + 94 ₃₈Sr + 2 1 ₀n. Каков ее энергетический выход? В общем виде формула для его расчета, отражающая разность энергий покоя частиц до и после реакции, выглядит следующим образом:

Вместо умножения на квадрат скорости света можно умножить разность масс на коэффициент 931,5 и получить значение энергии в мегаэлектронвольтах. Подставив в формулу соответствующие значения атомных масс, получим:

Q = (235,04393 + 1,00866 – 139,92164 – 93,91536 — 2∙1,00866) ∙ 931,5 ≈ 184,7 МэВ.

Еще один пример – на реакцию синтеза. Это один из этапов протон-протонного цикла – главного источника солнечной энергии.

Применим ту же формулу:

Q = (2 ∙ 3,01603 – 4,00260 — 2 ∙ 1,00728) ∙ 931,5 ≈ 13,9 МэВ.

Основная доля этой энергии – 12,8 МэВ – приходится в данном случае на гамма-фотон.

Мы рассмотрели только простейшие примеры ядерных реакций. Физика этих процессов чрезвычайно сложна, они отличаются огромным разнообразием. Исследование и применение ядерных реакций имеет большое значение как в практической области (энергетика), так и в фундаментальной науке.