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En C-14 de la caries, cómo es la masa-energía conservada?

La masa del Carbono-14 es un átomo de 14.0032419887 u, Nitrógeno-14 tiene una masa de 14.00307400478 u, y el resto de masa de un electrón es 0.0005485799 u

En $\beta^-$ decaimiento,

$$_6^{14}C \quad\to \quad _7^{14}N + e^- + \nu_e^+. $$

La masa de Nitrógeno y un electrón es sustancialmente mayor que la del átomo de carbono, así que, ¿dónde la masa extra de energía?

43voto

James E. LaBarre Puntos 11

Uno debe ser muy cuidadoso en hacer la masa de los balances de energía en la desintegración nuclear reacciones, especialmente en la desintegración beta (electrón o positrón)

La reacción como está escrito en el OP es correcta, y es exactamente como se escriben normalmente, pero es un poco engañoso (no es culpa de la OP!).

Considere la posibilidad de un individuo de carbono-14 átomo en el lado izquierdo de la reacción. Consta de 6 protones, 8 neutrones y seis orbital de los electrones. El orbital de los electrones no están involucrados en la reacción nuclear, y generalmente son ignorados.

El producto principal de la decadencia de este carbono-14 es un átomo de un átomo de nitrógeno-14. Pero este átomo todavía tiene el mismo seis orbitales de los electrones como el padre de carbono -14.

Sin embargo, las masas atómicas son tabulados para el conjunto de átomos neutros. Así que la masa se utiliza para el carbono-14 átomo es correcta, pero la masa utilizada para la hija de nitrógeno-14 átomo es en realidad demasiado grande por la masa de la séptima orbital del electrón se encuentra en un átomo neutro. A destacar, el producto de la reacción tiene seis orbitales de los electrones, mientras que la masa se utiliza es para un niño de siete orbitales de electrones del nitrógeno-14 átomo.

Así, uno tiene que restar un electrón de los tabulados de nitrógeno-14 átomo, y, a continuación, vuelva a agregar en la masa de la actual beta-partículas producidas en la reacción.

Este es el mismo que el uso de los tabulados de masa atómica valores, y no como el beta-masa de las partículas.

8voto

Eoin Puntos 1070

Las masas atómicas incluyen tanto los núcleos y los electrones de un átomo neutro. El nitrógeno tiene más electrones de Carbono.

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