Soorten van verval

alles hebben we bezig met het zo ver en onze reis door de chemie heeft draaide rond de stabiliteit van elektronen en waar elektronen liever in stabiele schelpen en zoals alle dingen in het leven die we als je verkennen van de atom een beetje verder zult u zich realiseren dat de elektronen zijn niet de enige dingen die er in een atoom die de kern zelf heeft een aantal interacties en heeft een aantal instabiliteit die moet worden afgelost op een bepaalde manier en dat is wat we praten een beetje over in deze video zo en en en eigenlijk is de mechanica van het of ver buiten het bereik van een eerstejaars scheikunde cursus maar het is goed om te weten dat het gebeurt en op een dag als we de sterke nucleaire kracht bestuderen en kwantumfysica en dergelijke, kunnen we beginnen te praten over precies waarom deze protonen en neutronen en hun samenstellende quarks interactie hebben zoals ze doen maar met dat gezegd Laten we op zijn minst nadenken over de verschillende soorten manieren waarop een kern in wezen kan vervallen dus laten we zeggen dat ik een stel protonen heb ik teken hier een paar protonen daar en ik teken wat neutronen en ik teken ze in a in a neutrale ish kleur misschien laat me zien als een grijs zou goed zijn dus laat me gewoon wat neutronen hier hoeveel pro ‘ s Ik heb 1 2 3 4 5 6 7 8 Ik zal doen 1 2 3 4 5 6 7 8 neutronen en dus laten we zeggen dat dit is de kern van ons atoom en onthoud en dit was je weet in de allereerste video die ik maakte over het atoom de kern als je eigenlijk zou het werkelijke atoom te tekenen en het is eigenlijk heel moeilijk om een atoom te tekenen omdat het geen goed gedefinieerde grenzen het elektron echt zou kunnen je weet op een bepaald moment het kan overal zijn, maar als je zou gewoon zeggen Oké waar is negentig procent van de tijd de elektron wordt en je zegt dat dat de radius is of dat de diameter van ons atoom we leerden in die allereerste video dat de kern bijna een oneindig klein deel is van het volume van deze bol waar het elektron 90% van de tijd zal zijn en de mooie afhaalmaaltijd was dat het meeste van wat we in het leven bekijken gewoon open vrije ruimte is dit alles is gewoon open ruimte maar Ik wil dat herhalen omdat die kleine oneindig kleine plek waar we het eerder over hadden, ook al is het een heel klein deel van de fractie van het volume van een atoom het is eigenlijk bijna allemaal zijn massa dat is wat ik uitzoom naar dit punt hier dit zijn geen atomen dit zijn geen elektronen dit is als we ingezoomd in de kern en dus het blijkt dat soms de kern is een beetje onstabiel en het wil een stabielere configuratie we gaan niet in op de mechanica van precies wat definieert een onstabiele kern en zo maar om in een meer onstabiele kern te komen soms zendt het wat heet een alfa-deeltje of dit heet alfa-verval alfa-alfa-verval en het zendt een alfa-deeltje dat klinkt erg chic en het is wat het is gewoon een verzameling van neutronen en protonen dus een alpha-deeltje is twee neutronen en twee protonen dus misschien, misschien zijn deze jongens dat ze gewoon niet het gevoel alsof ze passen precies goed zo hun collectie hier en krijgen ze uitgestoten ze verlaten het verlaten van de kern, dus laten we kijken wat er gebeurt met een atom wanneer het is als zoiets gebeurt dus laten we gewoon zeggen ik heb een aantal willekeurig element noem ik het gewoon element II laten we zeggen dat het P protonen daadwerkelijk laat me do it in de kleur van mijn protonen het heeft P protonen en dan heeft het de atomaire massa-getal is het aantal van protonen plus het aantal neutronen en in de neutronen in grijs rechts dus als het zegt wanneer het ervaart alpha verval wanneer het ervaart alpha verval wat er gebeurt met het element nou zijn protonen gaan afnemen met 2 dus zijn protonen gaan P minus 2 en dan zijn het zijn neutronen gaan ook afnemen met 2 dus het massa nummer gaat afnemen met 4 dus hier heb je P minus 2 plus onze neutronen minus 2 dus we gaan min 4 dus je massa gaat afnemen met 4 en je gaat eigenlijk veranderen in een nieuw element onthoud dat je elementen werden gedefinieerd door het aantal van protonen dus in deze alfa verval wanneer je verlies die als je 2 neutronen en 2 protonen verliest maar vooral de protonen gaan je in een ander element maken dus als we dit element 1 noemen, dan zullen we bij een ander element zijn nu element 2 en als je nadenkt over wat er gegenereerd wordt dus we zenden iets uit dat twee protonen heeft twee protonen en het heeft twee neutronen dus dat is massa zal de massa van de twee protonen en twee neutronen zijn dus wat onze herbeginnen betekent iets dat een massa van vier heeft dus als je kijkt naar wat twee protonen en twee neutronen zijn neutronen eigenlijk niet Ik heb niet de periodieke tafel op mijn zou ik vergeten te knippen en te plakken voor deze video, maar het duurt niet lang op de periodieke tabel vindt u een element dat heeft twee protonen en dat is helium eigenlijk heeft een atomaire massa van vier dus dit is eigenlijk een helium-kern die wordt uitgezonden met alfa-verval dit is eigenlijk een helium-kern van een helium-kern en omdat het een helium-kern en heeft geen geen elektronen te stuiteren van de twee protonen zou je dit noemen dit zou een helium ionen, zodat het in wezen het heeft geen het heeft geen elektronen heeft twee protonen en heeft dus een plus twee laden en twee laden, zodat een alfa deeltje is echt net een helium-ion een plus twee laden helium ionen die spontaan uitgezonden door een kern te komen en een meer stabiele Toestand dat is nu een soort van verval laten we verkennen de rest dus laat me, laat mij trekken een andere kern hier zal ik tekenen aantal neutronen ik gewoon tekenen wat protonen protonen dus soms blijkt dat een neutron voelt zich niet comfortabel met zichzelf wensen dat het lijkt op wat de protonen doen op een dagelijkse basis en zegt je weet wat voor een reden als ik kijk in mijn hart voel ik, als ik moet echt een proton als ik proton de hele kern zou worden een beetje meer stabiel en dus wat het doet is om een proton herinner me een neutron heeft een neutrale lading dus wat het doet is het zendt een elektron en ik weet dat u zegt, Sal u weet dat dat gek ik wist niet eens neutronen had elektronen in hen en dat allemaal en ik ben het eens met je dat het gek is en we op een dag zou bestuderen van alles wat bestaat aan de binnenkant van de celkern, maar laten we gewoon zeggen dat ze het kunnen afgeven van een elektron en wanneer het zendt een elektron dus dit zendt een elektron dus zendt een elektron en we geven aan dat met ongeveer de massa van nul weten we een elektron echt niet een nul massa, maar we praten over atomaire massa-eenheden als het proton is een een elektron is een 1,836 van dat we gewoon rond en we zeggen het heeft een massa van uw massa echt niet nul zijn massa en de lading is minus een atomaire je kan wel zeggen dat het atoomnummer is min één, dus zendt een elektron en door het uitzenden van een elektron in plaats van neutrale nu verandert in een proton verandert in een proton en dit is dus de zogenaamde beta-verval beta-verval beta verval en een beta-deeltje is eigenlijk gewoon die uitgestoten elektronen dus laten we terug gaan naar onze koffer van een element heeft een aantal protonen en dan heeft het een aantal neutronen dus je had de protonen en de neutronen en krijg je de massa wanneer het aantal ervaringen beta-verval wat er gebeurt en zijn de protonen gewijzigd zeker dat we nog een proton dan die we eerst hadden, omdat een neutron is veranderd in een zo nu onze protonen plus één is onze massa veranderd en zie dit gaat de neutronen gaat omlaag, maar uw protonen gaan door, zodat je massa zal niet veranderen, dus het is nog steeds te P plus n zo je massa hetzelfde blijft, in tegenstelling tot de situatie met alfa-verval, maar je element verandert je bent pro-aantal protonen verandert dus nu ben je weer je te maken met een nieuw element in het beta-verval laten we nu zeggen dat we de andere situatie laten we zeggen dat we in een situatie waar één van deze een van deze protonen kijkt naar de neutronen en zegt je weet wat ik zie ik hoe ze wonen en het is erg aantrekkelijk voor mij ik denk dat ik zou ik beter zou aansluiten en onze gemeenschap van de deeltjes konden we noemen ze nucleaire goed we van deeltjes in de kern gelukkiger zou zijn als ik twee waren een neutron we zouden allemaal in een meer stabiele toestand dus wat ze doen is dat kleine beetje ongemakkelijk proton heeft een aantal waarschijnlijkheid van het uitzenden van en dit nu is dit een nieuw idee om je een positron niet een proton, straalt het een positron en wat is een positron het iets is wat de exacte dezelfde massa als een elektron, dus het is één 1836 van de massa van een proton maar we schrijven een nul omdat er in atomaire massa-eenheden het is het is vrij dicht bij nul, maar het heeft een positieve lading het is een beetje verwarrend, omdat ze je dan nog schrijven er wanneer ik zie ik zie het wel, ik denk dat een elektron maar nee, ze zeg E omdat het een soort van dezelfde soort deeltjes, maar in plaats van het hebben van een negatieve lading heeft een positieve lading dit is een positron positron en nu krijgen we we beginnen een beetje exotisch te worden met onze met de soorten deeltjes en dingen waar we mee te maken hebben maar dit gebeurt en als je een proton hebt dat dit deeltje uitzendt dat vrijwel al zijn positieve lading ermee had, dan verandert dit proton in een verandert in een neutron en dat heet positron emissie positron emissie is meestal vrij gemakkelijk om uit te vinden wat het is omdat ze het positron emissie noemen dus als we beginnen met dezelfde E heeft het een bepaald aantal protonen een bepaald aantal neutronen Wat is het nieuwe element zijn wat er gaat gebeuren verlies een proton P min 1 en dat wordt omgezet in een neutron dus P gaat naar beneden met 1 en het gaat naar boven met 1 zodat de massa van de gehele uitverkorenen van het hele atoom niet gaat veranderen dus het gaat om P plus n maar we gaan nog steeds een ander element hebben juist toen we beta verval we verhogen het aantal protonen dus we gingen een beetje naar rechts in het periodiek systeem of we verhoogde onze bron je krijgt het idee als we positron emissie we ons aantal protonen verminderd en eigenlijk moet ik schrijven dat hier in beide reacties dus en dit is de positron emissie en ik ben overgebleven met een positron en in ons beta verval ik ben overgebleven met een elektron Ze zijn geschreven op precies dezelfde manier je kent dit elektron want het is een min een lading je merkt als een positron want het heeft een plus een lading nu is er een laatste type van vervallen dat je zou moeten weten maar het verandert niet het aantal protonen of neutronen en een kern maar het net vrijgegeven is een ton energie of soms Weet je een hoge-energie foton en dat heet gamma verval en gamma verval betekent dat deze jongens gewoon herconfigureren zichzelf misschien ze komen een beetje dichterbij en door dat te doen geven ze energie vrij in de vorm van een zeer hoge golflengte Een elektromagnetische golf die in wezen een gamma is je zou het een gammadeeltje kunnen noemen of een gammastraling en er zijn zeer hoge energie gammastralen of iets wat je niet wilt hebben ze zijn zeer waarschijnlijk je te doden dus laten we alles wat we deden ik heb een beetje theoretisch laten we wat echte problemen doen en erachter te komen wat voor soort verval we te maken hebben dus hier heb ik zeven beryllium waar zeven de atomaire massa is en ik ben niet omgezet in zeven lithium dus wat is er hier aan de hand mijn beryllium Mijn Mijn nucleaire massa blijft hetzelfde, maar ik ga uit vier protonen ik ga van vier protonen drie protonen dus ik ben het verminderen van mijn aantal protonen mijn totale massa is niet veranderd, dus het is niet het is zeker niet de alfa-verval alfa-verval was weet je dat je het vrijgeven van een hele helium uit de kern dus wat ben ik, wat ben ik aan het loslaten ben ik soort van het vrijgeven van een positieve lading, of ik ben het vrijgeven van een positron en ik Rijden er hier in deze vergelijking dit is een pet positron dus dit soort verval van zeven beryllium zeven lithium is positron emissie eerlijk genoeg laten we nu eens kijken naar de volgende hebben we uranium 238 verval tot thorium 234 we zien dat de atoommassa afneemt met 4-4 en je ziet dat je atoomnummer afneemt of je protonen afnemen met 2 dus je moet in wezen iets loslaten met een atoommassa van 4 en een atoomnummer van 2 of of een helium dus dit is alfa-verval dus dit hier is een alfa-deeltje Alfa-deeltje en dit is een voorbeeld van alfa-verval nu zeg je waarschijnlijk Hey Sal wacht er gebeurt hier iets vreemds want als ik gewoon van 92 protonen naar 90 protonen ga heb ik nog steeds mijn 92 elektronen hier dus zou ik nu niet hebben a min 2 lading en nog beter ik dat is dit helium Ik geef dit helium vrij het heeft geen elektronen mee het is gewoon een heliumkern dus heeft dat niet een Plus 2 lading en als je zei dat je absoluut gelijk zou hebben maar de realiteit is dat juist wanneer dit verval gebeurt dit thorium het heeft geen reden om vast te houden aan die twee elektronen dus die twee elektronen verdwijnen en thorium wordt weer neutraal en dit helium ook het is zeer snel het wil echt twee elektronen stabiel te krijgen dus het is zeer snel om twee elektronen te pakken uit de waar het stoten in en zo wordt dat stabiel, zodat je kan schrijven in beide richtingen laten we nu een ander doet, dus hier heb ik jodium vrijkomen laten we zien wat er gebeurt in mijn mijn massa is niet te veranderen, dus ik moet nog even moet ik gewoon hebben protonen draaien in neutronen en neutronen draaien in protonen en ik zie hier dat ik 53 protonen en nu heb ik 54 protonen dus ik moet het hebben van een neutron moet hebben omgezet in een proton een neutron moet zijn gegaan om een proton en een neutron gaat om een proton is door het vrijgeven van een elektron en we zien dat in deze reactie hier een elektron heeft uitgebracht en dus dit is een beta-verval dit is een beta deeltje beta Dit is beta verval en dezelfde logica houdt als Hey wacht ik ging net van 53 naar 54 protonen niet Ik heb je weet wel wat nu dat ik heb dit extra proton niet Ik heb een positieve lading hier goed zou maar heel snel dit zou kunnen krijgen misschien het zal waarschijnlijk niet krijgen dit exacte elektronen er zijn zo veel elektronen die rond maar het zou grijpen sommige elektronen sommige van ergens om stabiel te krijgen en dan zal het weer stabiel maar je hebt helemaal gelijk en denken hey zou het niet een ion voor een kleine hoeveelheid tijd nu laten we nog een doen dus we hebben twee 22 radon it heeft een atoomnummer van zesentachtig tot twee achttien polonium met atoomnummer vierentachtig en dit is eigenlijk een interessante terzijde polonium is vernoemd naar Polen omdat Marie Curie zij zij op het moment Polen Dit was aan het begin van de vorige eeuw rond 1800 Polen bestond niet als een apart land het was verdeeld tussen Pruisen Rusland en Oostenrijk en ze echt wilde laten weten dat hey Weet je dit we denken dat we een volk dus ze ontdekten dat als je weet radon verging het vormde de nederzetting ze noemde het naar hun moederland naar Polen dus gewoon een put het zijn de privileges van het ontdekken van nieuwe elementen maar hoe dan ook terug naar het probleem dus wat er gebeurde onze atoommassa daalde met vier ons atoomnummer daalde met twee opnieuw moeten we een heliumdeeltje hebben vrijgegeven iets een heliumkern iets dat een atoommassa van vier en a en een atoomnummer van twee heeft en dus daar zijn we dus dit is alpha decay alpha decay en dit is we kunnen dit schrijven als een heliumkern dus het heeft geen elektronen en we kunnen zelfs meteen zeggen dat dit een negatieve lading zou hebben maar dan verliest