b) i) Determine de manera razonada el número másico y el número atómico del núcleo de Litio.En una reacción nuclear, se conservan tanto el número másico (A, número total de nucleones) como el número atómico (Z, número de protones). La reacción dada es:
XZAX2Z2ALi+X11X2121H→2X24X2224He Conservación del número másico (A):
ALi+AH=2⋅AHe A+1=2⋅4 A+1=8⇒A=7 Conservación del número atómico (Z):
ZLi+ZH=2⋅ZHe Z+1=2⋅2 Z+1=4⇒Z=3 Por lo tanto, el núcleo de Litio es X37X2327Li.
b) ii) Calcule la energía liberada en la reacción por cada núcleo de Litio.Primero, calculamos el defecto de masa (Δm) de la reacción, que es la diferencia entre la masa de los reactantes y la masa de los productos.
Δm=(mreactantes)−(mproductos) Masas de los reactantes:
mreactantes=m(X37X2327Li)+m(X11X2121H) mreactantes=7,016003 u+1,007825 u mreactantes=8,023828 u Masas de los productos:
mproductos=2⋅m(X24X2224He) mproductos=2⋅4,002603 u mproductos=8,005206 u Cálculo del defecto de masa:
Δm=8,023828 u−8,005206 u Δm=0,018622 u Convertimos el defecto de masa de unidades de masa atómica (u) a kilogramos (kg):
Δm=0,018622 u⋅(1,66⋅10−27 kg/u) Δm=3,081252⋅10−29 kg La energía liberada se calcula utilizando la ecuación de Einstein de equivalencia masa-energía, E=Δm⋅c2:
E=Δm⋅c2 E=(3,081252⋅10−29 kg)⋅(3⋅108 m/s)2 E=(3,081252⋅10−29 kg)⋅(9⋅1016 m2/s2) E=2,7731268⋅10−12 J La energía liberada en la reacción por cada núcleo de Litio es 2,77⋅10−12 J.