Arten des Zerfalls

Alles, womit wir uns bisher beschäftigt haben und unsere Reise durch die Chemie hat sich um die Stabilität von Elektronen gedreht und wo Elektronen lieber in stabilen Schalen sein würden und wie alle Dinge im Leben, wenn Sie das Atom ein wenig weiter erforschen, werden Sie feststellen, dass Elektronen nicht das einzige sind, was in einem Atom vor sich geht, das der Kern selbst einige Wechselwirkungen hat oder eine Instabilität aufweist, die auf irgendeine Weise gelindert werden muss, und darüber werden wir in diesem Video ein wenig sprechen also und und und eigentlich die Mechanik davon eines Tages, wenn wir die starke Kernkraft und die Quantenphysik und all das studieren, könnten wir anfangen, genau darüber zu sprechen, warum diese Protonen und Neutronen und ihre Bestandteile interagieren Quarks interagieren so, wie sie es tun, aber lassen Sie uns zumindest über die verschiedenen Arten von Möglichkeiten nachdenken, wie ein Kern im Wesentlichen zerfallen kann, also nehmen wir an, ich habe ein paar Protonen, ich zeichne nur ein paar hier, ein paar Protonen dort und ich zeichne ein paar Neutronen und ich zeichne sie in a in a neutral ish Farbe vielleicht lassen Sie mich sehen, wie ein grau wäre gut, so lassen Sie mich nur ein paar Neutronen zeichnen hier, wie viele Profis ich habe 1 2 3 4 5 6 7 8 Ich mache 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Neutronen und so lassen Sie uns sagen, das ist der Kern unseres Atoms und denken Sie daran, und das war Sie wissen, in dem ersten Video, das ich über das Atom der Kern gemacht, wenn Sie tatsächlich das eigentliche Atom zu zeichnen waren und es ist eigentlich sehr schwer, ein Atom zu zeichnen, weil es keine genau definierten Grenzen hat das Elektron wirklich sie waren nur sagen, okay, wo ist neunzig Prozent der Zeit die elektron sein wird und du sagst, das ist der Radius oder das ist der Durchmesser unseres Atoms Wir haben in diesem allerersten Video gelernt, dass der Kern fast ein infinitesimaler Teil des Volumens dieser Kugel ist, wo das Elektron 90% der Zeit sein wird und das nette Mitnehmen dort war, dass das meiste, was wir im Leben betrachten, nur offener freier Raum ist All dies ist nur offener Raum, aber ich möchte das nur wiederholen, weil dieser kleine infinitesimale Fleck, über den wir vorher gesprochen haben, obwohl es ein sehr kleiner Teil des Bruchteils des Volumens eines Atoms ist es ist eigentlich fast alles das ist, was ich hier zu diesem Punkt herauszoome Das sind keine Atome das sind keine Elektronen Das ist, wie wir in den Kern hineingezoomt werden und so stellt sich heraus, dass manchmal der Kern ein bisschen instabil ist und es zu einer stabileren Konfiguration kommen will Wir werden nicht in die Mechanik genau gehen, was einen instabilen Kern definiert und all das, aber um in einen instabileren Kern zu gelangen, emittiert er manchmal ein sogenanntes Alphateilchen oder dies wird Alpha-Zerfall genannt Alpha-Alpha-Zerfall und es emittiert ein Alphateilchen, das sehr schick klingt und es ist, was es ist nur eine Sammlung Protonen so ein Alphateilchen ist zwei Neutronen und zwei Protonen also vielleicht vielleicht diese Jungs sie haben einfach nicht das Gefühl, dass sie genau richtig passen so ihre Sammlung hier und sie bekommen emittiert sie verlassen sie verlassen den Kern also lassen Sie uns nur denken, was passiert mit einem Atom, wenn es ist, wenn so etwas passiert also sagen wir einfach, ich habe einige zufällige Element Ich nenne es einfach Element II Sagen wir, es hat P Protonen eigentlich lassen Sie mich es in der Farbe meiner Protonen es hat P Protonen und dann hat es seine Atommasse Zahl ist die Anzahl der Protonen plus die von Neutronen und in der wenn es also sagt, wenn es Alpha-Zerfall erfährt Wenn es Alpha-Zerfall erfährt Was passiert mit dem Element nun, es sind Protonen, die um 2 abnehmen werden also werden es Protonen sein P minus 2 und dann sind es Neutronen, die auch um 2 abnehmen werden Also wird die Massenzahl um 4 abnehmen Also hier oben wirst du P minus 2 plus unsere Neutronen minus 2 haben also werden wir minus 4 haben also wird deine Masse um 4 abnehmen und du wirst dich tatsächlich in ein neues Element verwandeln Denken Sie daran, dass Ihre Elemente durch die Anzahl protonen so in diesem Alpha zerfallen, wenn Sie verlieren diejenigen, wie Sie verlieren 2 Neutronen und zwei Protonen, sondern vor allem die Protonen gehen, um Sie in ein anderes Element zu machen also, wenn wir dieses Element nennen 1 Ich werde nennen wir werden an einem anderen Element jetzt Element 2 und wenn man darüber nachdenkt, was erzeugt wird, so dass wir emittieren etwas, das zwei Protonen zwei Protonen hat, und es hat zwei Neutronen, so dass die Masse wird die Masse der beiden Protonen und zwei Neutronen also, was unsere Rückübernahme wir meinen etwas, das eine Masse von vier hat also, wenn man sich das, was ist zwei Protonen und zwei neutronen eigentlich nicht Ich habe nicht die periodische ich würde vergessen, es vor diesem Video auszuschneiden und einzufügen, aber es dauert nicht lange, bis Sie im Periodensystem ein Element finden, das zwei Protonen hat und das ist Helium Es hat tatsächlich eine Atommasse von vier Also ist dies eigentlich ein Heliumkern, der mit Alpha-Zerfall emittiert wird Dies ist eigentlich ein Heliumkern Ein Heliumkern und weil es ein Heliumkern ist und es keine Elektronen zum Abprallen gibt Es zwei Protonen, die Sie so nennen würden Dies wäre ein Heliumion, also hat es im Wesentlichen keine, es hat keine Elektronen, es hat zwei Protonen, also hat es eine plus zwei Ladung plus zwei Ladung, also ein alpha teilchen ist wirklich nur ein ein Helium-Ion ein plus zwei Ladung Helium-Ion, das spontan von einem Kern emittiert wird, nur um zu einem stabileren Zustand zu gelangen nun, das ist eine Art von Zerfall lasst uns den anderen erforschen also lasst mich einen anderen Kern zeichnen Hier zeichne ich ein paar Neutronen Ich zeichne nur ein paar Protonen Protonen so stellt sich manchmal heraus, dass ein Neutron sich nicht wohl fühlt Es wünscht sich, dass es sich anschaut, was die Protonen täglich tun und sagt, dass du weißt, was aus irgendeinem Grund, wenn ich in mein Herz schaue, fühle ich mich, als ob ich wirklich ein Proton der gesamte Kern wäre ein bisschen stabiler und so, was es tut, ist ein Proton zu werden denken Sie daran, ein Neutron hat neutrale Ladung so, was es tut, ist es ein Elektron emittiert und ich weiß, du sagst, Sal Sie wissen, das ist verrückt Ich wusste nicht einmal, Neutronen hatten Elektronen in ihnen und all das und und ich stimme Ihnen zu, es ist verrückt und und eines Tages werden wir alle alle studieren, was im Inneren des Kerns existiert aber lassen Sie uns einfach sagen, dass sie es kann ein Elektron emittieren und wenn es ein Elektron emittiert, so dass dies ein Elektron emittiert, so dass es ungefähr seine Masse ist Null, wir wissen, dass ein Elektron es wirklich nicht tut haben eine Masse von Null, aber wir reden über Atommasseneinheiten, wenn das Proton eins ist ein Elektron ist ein 1.836 davon, so dass wir nur rund und wir sagen, es hat eine Masse von Ihrer Masse ist wirklich nicht Null seine Masse und seine Ladung ist minus eins, es ist atomar Sie können sagen, es ist die Ordnungszahl ist minus eins, so dass es ein Elektron emittiert und durch die Emission eines Elektrons, anstatt neutral zu sein, jetzt wird es zu einem Proton, es wird zu einem Proton, und so heißt dies Beta-Zerfall Beta-Zerfall Beta-Zerfall und ein Beta-Teilchen ist wirklich nur das emittierte Elektron, also gehen wir zurück zu unserem kleinen Fall eines Elements hat es eine Reihe von Protonen und dann hat es eine gewisse Anzahl von Neutronen so hatten Sie die Protonen und die Neutronen und Sie erhalten Ihre Massenzahl, wenn es Erfahrungen Beta-Zerfall was gut passiert, sind die Protonen verändert sicher haben wir ein Proton mehr als wir vorher hatten weil ein Neutron in ein geändert so jetzt unsere Protonen sind plus eins hat unsere Massenzahl geändert nun, das geht die Neutronen geht um eins, aber Ihre Protonen steigen um eins, so dass Ihre Massenzahl wird sich nicht ändern, so ist es immer noch zu P plus n anzahl der protonen ändert sich so, jetzt bist du wieder du bist mit einem neuen Element in Beta-Zerfall zu tun Nun nehmen wir an, wir hatten die andere Situation Nehmen wir an, wir haben eine Situation, in der eines dieser Protonen die Neutronen ansieht und sagt, du weißt was ich sehe, wie sie leben und es ist sehr ansprechend für mich Ich denke, ich würde Ich würde besser hineinpassen und unsere Gemeinschaft von Partikeln von wir könnten sie nuklear nennen Nun, wir von Partikeln innerhalb des Kerns wären glücklicher, wenn ich zwei ein Neutron wären Wir wären alle in einem stabileren Zustand also, was sie tun, ist, dass von emittieren und jetzt ist dies eine neue Idee für Sie Ein Positron kein Proton es emittiert ein Positron und was ist ein Positron Es ist etwas, das genau die gleiche Masse wie ein Elektron hat also ist es ein 1836 der Masse eines Protons aber wir schreiben dort einfach eine Null, weil in Atommasseneinheiten es ist es ist ziemlich nahe bei Null, aber es hat eine positive Ladung Es ist ein wenig verwirrend, weil sie dort immer noch a schreiben, wann immer ich eines sehe Ich sehe nun, ich denke, ein Elektron, aber nein, sie sagen E, weil es ein bisschen wie die gleiche Art von Teilchen ist, aber anstatt eine negative Ladung zu haben, hat es eine positive Ladung, dies ist ein Positron positron und jetzt bekommen wir wir beginnen Art exotisch zu bekommen mit unseren mit den Arten von Teilchen und Sachen, die wir zu tun haben, aber dies geschieht, und wenn Sie ein ein Proton haben, die dieses Teilchen emittiert, die so ziemlich alle seine positive Ladung mit ihm gehen hatte dieses Proton verwandelt sich in ein verwandelt sich in ein Neutron und das heißt Positronen-Emission Positronen-Emission ist in der Regel ziemlich einfach, um herauszufinden, was es ist, weil sie es Positronen-Emission nennen also, wenn wir mit dem gleichen E beginnen es bestimmte Anzahl von Protonen eine bestimmte Anzahl von Neutronen zu sein, was wird verlieren Sie ein Proton P minus 1 und das wird in ein Neutron umgewandelt, also wird P um 1 sinken und es wird um 1 steigen, so dass sich die Masse des gesamten Kerns des gesamten Atoms nicht ändern wird, also wird es P plus n sein, aber wir werden immer noch ein anderes Element haben, genau wenn wir Beta-Zerfall hatten, erhöhen wir die Anzahl der Protonen, also gingen wir im Periodensystem nach rechts oder wir erhöhten unseren Brunnen Sie bekommen die Idee, wenn wir Positronenemission machen, haben wir unsere Anzahl der Protonen verringert und eigentlich sollte ich dass hier in diesen beiden Reaktionen so und das ist die Positronen-Emission und ich bin mit einem Positron übrig und in unserem Beta-Zerfall bin ich mit einem Elektron übrig Sie sind genau so geschrieben, wie Sie dieses Elektron kennen, weil es eine Minus-Ladung ist, die Sie als Positron bemerken, weil es eine Plus-Ladung hat Jetzt gibt es eine letzte Art von Zerfall, die Sie kennen sollten, aber es ändert nicht die Anzahl der Protonen oder Neutronen und eines Kerns, aber es wird gerade freigesetzt, ist eine Tonne Energie oder manchmal kennen Sie ein hochenergetisches Photon und das heißt Gamma-Zerfall und Gamma-Zerfall bedeutet, dass diese Jungs sich einfach neu konfigurieren kommen Sie ein bisschen näher und auf diese Weise setzen sie Energie in Form einer sehr hohen Wellenlänge frei, einer elektromagnetischen Welle, die im Wesentlichen ein Gamma ist Sie könnten es entweder ein Gammateilchen oder einen Gamma-Gammastrahl nennen und es gibt sehr energiereiche Gammastrahlen oder etwas, das Sie nicht wollen Um sie herum zu sein, ist es sehr wahrscheinlich, dass sie dich töten Also lass uns alles, was wir getan haben, ein wenig theoretisch machen Lassen Sie uns einige tatsächliche Probleme lösen und herausfinden, mit welcher Art von Zerfall wir es zu tun haben Also hier habe ich sieben Beryllium, wobei sieben seine Atommasse ist und ich nicht in sieben Lithium umgewandelt wurde die Kernmasse bleibt gleich, aber ich gehe von vier Protonen Ich gehe von vier Protonen zu drei Protonen Also reduziere ich meine Anzahl der Protonen Meine Gesamtmasse hat sich nicht geändert, also ist es nicht Es ist definitiv kein Alpha-Zerfall Alpha-Zerfall war du weißt, dass du ein ganzes Helium aus dem Kern freisetzst Also, was bin ich, was bin ich los Ich gebe eine positive Ladung frei oder ich gebe ein Positron frei und ich fahre Es ist hier in dieser Gleichung Dies ist ein Positron Positron Also ist diese Art des Zerfalls von sieben Beryllium zu sieben Lithium Positronen-Emission fair genug schauen wir uns nun den nächsten an, den wir haben uran 238 Zerfall zu Thorium 234 Wir sehen, dass die Atommasse um 4-4 abnimmt und Sie sehen, dass Ihre Ordnungszahl abnimmt oder Ihre Protonen um 2 abnehmen, also müssen Sie im Wesentlichen etwas freigeben, das eine Atommasse von 4 und eine Ordnungszahl von 2 oder oder ein Helium hat, also ist dies Alpha-Zerfall, also ist dies hier ein Alpha-Teilchen-Alpha-Teilchen und dies ist ein Beispiel für Alpha-Zerfall Jetzt sagen Sie wahrscheinlich hey Sal, warten Sie, hier passiert etwas Seltsames, denn wenn ich nur von 92 Protonen zu 90 Protonen gehe, habe ich immer noch meine 92 Elektronen hier also hätte ich jetzt kein Minus 2 ladung und noch besser ich das ist dieses Helium Ich gebe dieses Helium frei es hat keine Elektronen dabei es ist nur ein Heliumkern also hat das nicht ein Plus 2 Ladung und wenn du sagst, dass du absolut richtig wärst aber die Realität ist, dass es richtig ist, wenn dieser Zerfall passiert Dieses Thorium Es hat keinen Grund, sich an diesen beiden Elektronen festzuhalten, so dass diese beiden Elektronen verschwinden und Thorium wieder neutral wird und dieses Helium ebenfalls sehr schnell ist Es will wirklich, dass zwei Elektronen stabil werden, also ist es sehr schnell, zwei Elektronen aus dem also könnte man es so oder so schreiben Jetzt machen wir einen anderen also hier muss ich loslassen Mal sehen, was passiert Meine meine Masse ändert sich nicht also muss ich einfach Protonen haben, die sich in Neutronen verwandeln oder Neutronen, die sich in Protonen verwandeln und ich sehe hier, dass ich 53 Protonen habe und jetzt habe ich 54 Protonen Also muss ich ein Neutron haben muss sich in ein Proton verwandelt haben Ein Neutron muss zu einem Proton gegangen sein und die Art und Weise, wie ein Neutron zu einem Proton veröffentlicht und so ist dies Beta-Decay dies ist eine Beta particle Beta Dies ist Beta-Zerfall und die gleiche Logik gilt wie hey warte, ich ging gerade von 53 bis 54 Protonen habe ich nicht Sie wissen, was jetzt, wo ich dieses zusätzliche Proton habe werde ich hier nicht eine positive Ladung haben nun, aber sehr schnell könnte es kommen vielleicht wird es kommen Es wird wahrscheinlich nicht genau diese Elektronen bekommen Es laufen so viele Elektronen herum, aber es würde einige Elektronen von irgendwo holen, um stabil zu werden, und dann wird es wieder stabil sein aber du hast völlig recht und denkst hey, wäre es nicht ein Ion für eine kleine Zeit zweiundzwanzig Radon es hat eine Ordnungszahl von sechsundachtzig gehen zu zwei achtzehn Polonium mit der Ordnungszahl von vierundachtzig und das ist eigentlich eine interessante beiseite Polonium ist nach Polen benannt, weil Marie Curie sie sie zu der Zeit Polen dies war an der Wende des letzten Jahrhunderts um 1800er Jahre Polen existierte nicht als separates Land es wurde zwischen Preußen Russland und Österreich aufgeteilt und sie wollten wirklich die Leute wissen lassen, dass hey, du weißt das, wir denken, wir sind ein Volk, also entdeckten sie, dass, wenn du weißt, dass Radon zerfiel, es die Siedlung bildete, die sie nach ihrem Mutterland nach Polen benannten, also nur ein gut, es ist das Privileg, neue Elemente zu entdecken aber trotzdem zurück zum Problem also, was passiert ist unsere Atommasse sank um vier Unsere Ordnungszahl sank um zwei wieder einmal müssen wir ein Heliumpartikel freigesetzt haben etwas ein Heliumkern etwas, das eine Atommasse von vier und a hat und eine Ordnungszahl von zwei und so dass wir da sind Das ist Alpha-Zerfall Alpha-Zerfall und das ist Wir könnten dies als Heliumkern schreiben, damit es keine Elektronen hat und wir könnten sogar sofort sagen, dass dies eine negative Ladung haben würde, aber dann verliert es