Cómo calcular la densidad Nuclear

Cómo calcular la densidad Nuclear

Cuando Ernest Rutherford dedujo la estructura fundamental del átomo, que toda la carga positiva reside en una pequeña región llamada el núcleo--él también dedujo que el tamaño del núcleo era menos del 0.0001% del tamaño total del átomo y menos de 10 ^-13 metros de diámetro. Puesto que el núcleo también es responsable de más del 99 por ciento de la masa de un átomo, tuvo que ser extremadamente denso. Los científicos ahora saben que la densidad de un núcleo cambia muy poco de un átomo y un elemento al siguiente; es esencialmente constante en 2.3 x 10 ^ 17 kg/m ^ 3 o 2.3 x 10 ^ 14 g/cm ^ 3. Agua, por comparación, exhibe una densidad de 1.0 g/cm ^ 3. Determinación de densidad nuclear por sí mismo es una manera que vale la pena ejercer su curiosidad intelectual.

Instrucciones

• Seleccione cualquier isótopo dado de cualquier elemento. Un isótopo se refiere a un átomo con un número de neutrones y protones. Muchos elementos tienen más de un isótopo estable. Los científicos suelen escriben símbolos del isótopo con un número que precede a la abreviatura química del elemento. Cobre, por ejemplo, existe como dos isótopos estables: 63Cu y 65Cu. La 63 y 65 representan la suma de los protones y neutrones de los átomos de cobre. El isótopo elegido no es importante; cualquier isótopo debe dar aproximadamente el mismo resultado.

• Calcular el radio nuclear Estimado R según R = RaA^(1/3), donde Ra es 1.23 femtometers, o fm, y A^(1/3) representa la raíz cúbica del número de masa, que es la suma de protones y de neutrones del isótopo. Para el isótopo 65Cu, A = 65 y R = 1.23 fm 65^(1/3) = 1.23 fm 4,02 = 4,95 brazas convertir este valor a centímetros multiplicando el resultado por 10 ^ -13. En este caso, el resultado es de 4.95 x 10 ^-13 cm.

• Calcular el volumen del núcleo según la ecuación para el volumen de una esfera: V = 4/3 pi R ^ 3, donde pi = 3.14... y R ^ 3 representa el radio nuclear del paso 2 elevado a la potencia tercera. Continuando con el ejemplo de cobre del paso 2, V = 4/3 3.14 (4.95 x 10 ^-13 cm) ^ 3 = 5.08 x 10 ^-37 cm ^ 3.

• Determinar la masa del núcleo multiplicando número de masa del isótopo por la masa de un protón o un neutrón. Con dos decimales, protones y neutrones presentan masas de 1.67 x 10 ^-27 kg. Por lo tanto, 65 1.67 x 10 ^ -27 = 1,08 x 10 ^-25 kg. Convertir este valor a la unidad de densidad más convencional de gramos al multiplicar por 10 ^ 3. En este caso, 1.08 x 10 ^ -25 10 ^ 3 = 1,08 x 10 ^-22 g.

• Calcula la densidad dividiendo la masa del paso 4 por el volumen del paso 3. Continuando con el ejemplo anterior, d = 1,08 x 10 ^-22 g / 5.08 x 37 10 cm ^ 3 = 2.13 x 10 ^ 14 g/cm ^ 3.


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