HOÁ HỌC HẠT NHÂN Bài giảng pptx môn ngành Y dược hay có “tài liệu ngành dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php? use_id=7046916 HOÁ HỌC HẠT NHÂN I- Hạt Nhân Nguyên Tử, Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân Hạt nhân nguyên tử được tạo thành từ hai loại hạt bản: Proton, có khối lượng 1,672623 x 10-27 kg (1,007825 đvklnt), + Notron, có khối lượng 1,674820 x 10-27 kg (1,008665 đvklnt), Các hạt proton ở gần và đẩy mạnh Các hạt proton, notron, notron với có lực hút, nếu lực đẩy lớn HOÁ HỌC HẠT NHÂN I- Hạt Nhân Nguyên Tử, Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân Yếu tố xác định hạt nhân nguyên tử bền là tỷ số N/P: – 1,524 Năng lượng liên kết hạt nhân là lượng cần để phá vỡ hạt nhân Thực nghiệm cho biết khối lượng hạt nhân nguyên tử nhỏ Tổng khối lượng các hạt proton và notron cấu tạo nên hạt nhân Đã có một lượng lượng thoát hình thành hạt nhân HOÁ HỌC HẠT NHÂN I- Hạt Nhân Nguyên Tử, Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân Đồng vị 9F19 có khối lượng 18,99840 đvklnt P + 10 N = (9 x 1,007825) + (10 x 1,008865) = 19,15708 đvklnt Độ hụt khối lượng Δm = 18,99840 – 19,15708 = - 0,15868 đvklnt ΔE = ΔmC2 (kg.m2.s-2) , với C = x 108 m/s, kg = 6,022 x 1026 đvklnt ΔE = [- 0,15868 x (3 x 108)2]/ 6,022 x 1026 = - 2,37 x 10-11 J HOÁ HỌC HẠT NHÂN I- Hạt Nhân Nguyên Tử, Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân ΔE = [- 0,15868 x (3 x 108)2]/ 6,022 x 1026 = - 2,37 x 10-11 J Nếu tính cho mol hạt nhân nguyên tử F - 2,37 x10-11 x 6,022 x 1023 = - 1,43 x 1013 J/mol = – 1,43 x 1010 kJ/mol Năng lượng liên kết hạt nhân nguyên tử Fluor: 1,43 x 1010 kJ/mol Ứng với mol 9F19, phản ứng hoá học thông thường chỉ 200 kJ/mol HOÁ HỌC HẠT NHÂN II- Sự Phóng Xạ Tính phóng xạ là sự tự chuyển hoá đồng vị không bền của nguyên tố hoá học này thành đồng vị của nguyên tố khác kèm theo sự phóng các hạt, bức xạ này có khả xuyên qua các chất ion hoá chất khí, vật chất, hoá đen kính ảnh Năm 1896 nhà vật lý Pháp Henri Becquerel phát hiện ở Uran HOÁ HỌC HẠT NHÂN II- Sự Phóng Xạ Marie Curie Sklodowska xác định các hợp chất Thori cũng có tính phóng xạ Năm 1898 bà cùng chồng Pierre Curie tìm thấy quặng Uran có nguyên tố phóng xạ mới Poloni (Polonia) và Radi (radius (E) tia) Năm 1900 Ernest Rutherford phát hiện dạng tia phóng xạ HOÁ HỌC HẠT NHÂN II- Sự Phóng Xạ Hạt mang điện dương (+), bị lệch từ truờng, tia , 2He4 Hạt mang điện âm (-), bị lệch từ truờng, tia β, chùm electron Hạt trung hoà, không bị lệch từ truờng, tia γ tia γ thực chất là các dòng photon, lượng chất, bản chất ánh sáng E=hxν HOÁ HỌC HẠT NHÂN II- Sự Phóng Xạ tia , có khả gây sự ion hoá mạnh nhất, đâm xuyên cực tiểu tia γ, có khả ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh nhất Sự phóng xạ là quá trình nội hạt nhân, không phụ thuộc dạng chất Không phụ thuộc trạng thái của chất, nhiệt độ, áp suất, từ trường Bắn hạt notron vào hạt nhân có thể làm thay đổi trạng thái HOÁ HỌC HẠT NHÂN II- Sự Phóng Xạ U238 → 92 Th234 + 2He4 (hạt ) ; t1/2 = 4,5 x 109 năm 90 Th234 → 91 Pa234 → 92 90 91 U234 → 92 Th230 → 90 Pa234 + e- (hạt β) ; 24 ngày đêm U234 + e- (hạt β) ; 1,2 phút Th230 + 2He4 (hạt ) ; t1/2 = 2,5 x 105 năm 90 U226 + 2He4 (hạt ) ; t1/2 = x 104 năm 88 HOÁ HỌC HẠT NHÂN II- Sự Phóng Xạ Nguyên tố Radi phóng một hạt thì số điện tích hạt nhân giảm 2, số khối giảm 4, nguyên tử Radi biến thành Radon 226 Ra → 88 222 Rn + He (hạt ) ; 1620 năm 86 222 Rn → 86 218 Po + He (hạt ) ; 3,85 ngày đêm 84 Po218 → 84 82 Pb214 + 2He4 (hạt ) ; 3,05 phút HOÁ HỌC HẠT NHÂN II- Sự Phóng Xạ Pb214 → 82 Bi214 + e- (hạt β) ; 27 phút 83 Bi214 → 84 Po214 → 82 83 84 Po214 + e- (hạt β) ; 20 phút Pb210 + 2He4 (hạt ) ; 1,6 x 10-4 giây 210 210 Pb → Bi + e (hạt β) ; 19 năm 82 83 Bi210 → 83 Po210 + e- (hạt β) ; ngày đêm → 82Pb206 bền, 138 ngày 84 HOÁ HỌC HẠT NHÂN III- Độ Phóng Xạ Các sản phẩm phóng xạ hạt nhân bay với tốc độ lớn Gặp vật chắn sẽ gây biến đổi vật chất Tác động bức xạ lớn nếu số phân rã càng lớn đơn vị thời gian Độ phóng xạ A = dN/dt (N số hạt nhân còn lại thời gian t) HOÁ HỌC HẠT NHÂN III- Độ Phóng Xạ Đơn vị đo độ phóng xạ có thể được đo bằng Curie Curie là số phân rã gam Radi tạo gam Radi giây có 3,7 x 1010 phân rã, nên có thể nói Curie ứng với 3,7 x 1010 phân rã giây Curie = 3,7 x 1010 phân rã/giây HOÁ HỌC HẠT NHÂN IV- Phóng Xạ Nhân Tạo B10 + 2He4 → [ 7N14 ] → 7N13 + 0n1 27 31 Al + He → [ P ] → 13 15 30 N + n 15 Mg24 + 2He4 → [ 14Si28 ] → 12 14 Si27 + 0n1 Tiếp theo là quá trình thứ cấp, sự phóng xạ các nguyên tố tạo thành HOÁ HỌC HẠT NHÂN IV- Phóng Xạ Nhân Tạo N13 → 6C13 + β+ (pozitron +1e0) 30 P → 15 Si28 → 14 30 + Si + β (pozitron e 14 +1 ) 13 Al28 + β+ (pozitron +1e0) Sự phóng xạ nhân tạo có nhiều ứng dụng công nghệ, đời sống 27 Co59 + 0n1 → 27 Co60 → 28 Ni60 + β- , hν = 1,25 Mev, bức xạ γ HOÁ HỌC HẠT NHÂN V- Phản Ứng Hạt Nhân Sự tương tác của hai hay nhiều hạt nhân dẫn đến sự tạo thành nguyên tố mới (kèm các hạt khác) được gọi phản ứng hạt nhân N14 + 2He4 → 9F18 → O17 + 1H1 Các nguồn hạt cho phản ứng lấy từ máy gia tốc, chất phóng xạ tự nhiên, nhân tạo, các lò phản ứng HOÁ HỌC HẠT NHÂN VI- Phản Ứng Phân Hạch Hạt Nhân Bắn hạt alpha vào hạt nhân làm vỡ các mảnh khác 235 U + n → 92 90 143 Sr + Xe + n 38 54 Các hạt notron mới tiếp tục bắn phá các nguyên tử Uran khác Phản ứng dây chuyền xảy phát lượng rất lớn Nguyên liệu Uran phải được tinh chế, khối lượng tới hạn 1000 gam HOÁ HỌC HẠT NHÂN VI- Phản Ứng Phân Hạch Hạt Nhân Khi phản ứng xảy giải phóng 8,4 x 1013 J tương đương sức công phá của 20.000 tấn thuốc nổ TNT Phản ứng phân hạch không điều khiển được, Bom A Phản ứng phân hạch có thể điều khiển, tàu phá băng, nhà máy điện nguyên tử, Bomb A: U 235 và Plutoni 239 HOÁ HỌC HẠT NHÂN VII- Phản Ứng Nhiệt Hạch Phản ứng ngược với phân hạch, là phản ứng tổng hợp hạt nhân Các hạt nhân tham gia phản ứng được nung nóng trước H1 + 1T3 → D + T → 1 He4 ; ΔH = - 19,8 Mev He + n ; ΔH = - 17,6 Mev Li6 + 1D2 → 2He4 ; ΔH = - 22,0 Mev ... lượng các hạt proton và notron cấu tạo nên hạt nhân Đã có một lượng lượng thoát hình thành hạt nhân HOÁ HỌC HẠT NHÂN I- Hạt Nhân Nguyên Tử, Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân Đồng...HOÁ HỌC HẠT NHÂN I- Hạt Nhân Nguyên Tử, Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân Hạt nhân nguyên tử được tạo thành từ hai loại hạt bản: Proton, có khối lượng... γ HOÁ HỌC HẠT NHÂN V- Phản Ứng Hạt Nhân Sự tương tác của hai hay nhiều hạt nhân dẫn đến sự tạo thành nguyên tố mới (kèm các hạt khác) được gọi phản ứng hạt nhân N14