L'energia di legame è l'energia richiesta per separare i nucleoni (protoni e neutroni) nel nucleo di un atomo. È una misura di quanto forte si tenga insieme il nucleo. Ecco come puoi calcolarlo:
1. Difetto di massa:
* Determina la massa dei singoli nucleoni: Trova la massa dei protoni e dei neutroni nel nucleo. Puoi cercarli in una tavola periodica o in una tabella di masse atomiche.
* Calcola la massa totale dei nucleoni: Moltiplica il numero di protoni per la massa di un protone e il numero di neutroni per la massa di un neutrone.
* Trova il difetto di massa: Sottrai la massa effettiva del nucleo (trovata su una tabella periodica) dalla massa totale dei nucleoni che hai calcolato. Questa differenza di massa è chiamata difetto di massa.
2. La famosa equazione di Einstein:
* Converti il difetto di massa in energia: Usa la famosa equazione di Einstein, E =mc², per convertire il difetto di massa (nelle unità di massa atomica, AMU) in energia.
* E è l'energia vincolante (in joule)
* m è il difetto di massa (in kg)
* C è la velocità della luce (299.792.458 m/s)
Ecco una rottura della formula e delle unità:
* E (energia di legame) =ΔM (difetto di massa) × c² (velocità della luce quadrata)
* ΔM =(z × m_p + n × m_n) - m_atom
* Z è il numero atomico (numero di protoni)
* n è il numero di neutroni
* m_p è la massa di un protone (1.007276 AMU)
* m_n è la massa di un neutrone (1.008665 AMU)
* m_atom è la massa reale dell'atomo (AMU)
Esempio:
Calcoliamo l'energia di legame di elio-4 (⁴he):
1. Difetto di massa:
* z =2 (Numero di protoni)
* n =2 (Numero di neutroni)
* M_P =1.007276 AMU
* m_n =1.008665 amu
* m_atom =4.002603 AMU
* ΔM =(2 × 1.007276 + 2 × 1.008665) - 4.002603 =0.030379 AMU
2. Energia di legame:
* E =0,030379 AMU × (1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg/amu) × (299.792.458 m/s) ²
* E ≈ 4,54 × 10⁻¹² J
Note importanti:
* unità: Ricorda di usare le unità appropriate per la massa (kg) e la velocità della luce (m/s). Potrebbe essere necessario convertire AMU in chilogrammi usando il fattore di conversione 1 AMU =1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg.
* Energia di legame per nucleo: È possibile calcolare l'energia di legame per nucleone dividendo l'energia di legame totale per il numero totale di nucleoni nel nucleo. Questo valore ti dà una misura della stabilità del nucleo.
Questo calcolo può sembrare inizialmente complesso, ma con la pratica sarai in grado di calcolare facilmente l'energia vincolante!
