1. Comprensione dei concetti
* Energia di legame nucleare: L'energia necessaria per rompere il nucleo di un atomo nei suoi singoli protoni e neutroni. È una misura della stabilità del nucleo.
* Difetto di massa: La differenza tra la massa del nucleo e la somma delle masse dei suoi singoli protoni e neutroni. Questa differenza di massa viene convertita in energia secondo la famosa equazione di Einstein E =MC².
2. Calcolo dell'energia di legame nucleare
a. Raccogli le informazioni
* Massa di ossigeno-16: 15.994915 AMU
* Numero di protoni (z): 8
* Numero di neutroni (N): 8
* Mass di un protone: 1.007276 AMU
* Massa di neutrone: 1.008665 AMU
* Fattore di conversione: 1 AMU =1.6605 × 10⁻²⁷ kg
* Velocità della luce (c): 3 × 10⁸ m/s
b. Calcola il difetto di massa
* Massa totale di protoni: 8 Protoni × 1.007276 AMU/Proton =8.058208 AMU
* Massa totale di neutroni: 8 Neutroni × 1.008665 AMU/Neutron =8.069320 AMU
* Massa totale di nucleoni (protoni + neutroni): 8.058208 AMU + 8.069320 AMU =16.127528 AMU
* Difetto di massa: 16.127528 AMU - 15.994915 AMU =0.132613 AMU
c. Convertire il difetto di massa in energia
* Difetto di massa in kg: 0.132613 AMU × 1.6605 × 10⁻²⁷ kg/amu =2.2025 × 10⁻²⁸ kg
* Energia di legame (E): E =mc² =(2,2025 × 10⁻²⁸ kg) × (3 × 10⁸ m/s) ²
* Energia vincolante in Joules (J): E ≈ 1.982 × 10⁻¹¹ j
d. Converti in un'unità più conveniente (MEV)
* Fattore di conversione: 1 mev =1.602 × 10⁻¹³ j
* Energia vincolante in MEV: (1.982 × 10⁻¹¹ j) / (1.602 × 10⁻¹³ J / MeV) ≈ 123,7 MeV
Pertanto, l'energia di legame nucleare dell'ossigeno-16 è circa 123,7 mev.