typer av förfall

allt vi har att göra med hittills och vår resa genom kemi har kretsat kring elektronernas stabilitet och där elektroner hellre skulle vara i stabila skal och som alla saker i livet vi om du utforskar atomen lite längre kommer du att inse att elektroner inte är de enda saker som händer i en atom som kärnan själv har har vissa interaktioner eller har viss instabilitet som måste lindras på något sätt och det är vad vi ska prata lite om i den här videon så och och och faktiskt mekaniken i det men det är bra att åtminstone veta att det inträffar och en dag när vi vi studerar den starka kärnkraften och kvantfysiken och allt liknande att vi kunde börja prata om exakt varför varför dessa protoner och neutroner och deras beståndsdelar kvarkar interagerar som de gör men med det sagt låt oss åtminstone tänka på de olika typerna av sätt som en kärna kan kan väsentligen förfallna så låt oss säga att jag har en massa protoner jag ska bara rita ett par här några protoner där och jag ska rita några neutroner och jag ska rita dem A i A neutral ish färg kanske låt mig se som en gråaktig skulle vara bra så låt mig bara dra några neutroner här hur många proffs jag har 1 2 3 4 5 6 7 8 Jag ska göra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 neutroner och så låt oss säga att detta är kärnan i vår atom och kom ihåg och detta var du vet i den allra första videon jag skulle bara säga okej var är nittio procent av tiden elektron kommer att vara och du säger att det är radien eller det är diametern på vår atom vi lärde oss i den allra första videon att kärnan är nästan en oändlig del av volymen av denna av denna sfär där elektronen kommer att vara 90% av tiden och den snygga takeaway där var det bra det mesta av vad vi tittar på i livet är bara Öppet ledigt utrymme allt detta är bara öppet utrymme men jag vill bara upprepa det för att den lilla oändliga platsen som vi pratade om innan där även om det är en mycket liten del av faktiskt nästan alla dess massa det är vad jag zoomar ut till denna punkt här är det inte atomer det här är inte elektroner det här är när vi zoomas in i kärnan och så visar det sig att kärnan ibland är lite instabil och den vill komma till en stabilare konfiguration vi kommer inte att gå in i mekaniken för exakt vad som definierar en instabil kärna och allt det men för att komma in i en mer instabil kärna avger det ibland vad som kallas en alfapartikel eller detta kallas alfaförfall alfa-alfaförfall och det avger en alfapartikel som låter väldigt snygg och det är vad det bara är en samling och protoner så en alfapartikel är två neutroner och två protoner så kanske kanske dessa killar de bara inte känner att de passar in precis rätt så deras samling här och de släpps ut de lämnar de lämnar kärnan så låt oss bara tänka vad som händer med en atom när det är när något sådant händer så låt oss bara säga att jag har några slumpmässiga element Jag ska bara kalla det element II låt oss säga att det har P protoner faktiskt låt mig göra det i färgen på mina protoner det har P protoner och sedan har dess atommassantal är antalet protoner plus antalet neutroner och i neutroner i grått rätt så när det står när det upplever alfasönderfall när det upplever alfasönderfall vad som händer med elementet väl det är protoner kommer att minska med 2 så det är protoner kommer att vara p minus 2 och då är det neutroner kommer också att minska med 2 så det är massnummer kommer att minska med 4 Så här uppe har du P minus 2 plus våra neutroner minus 2 Så vi kommer att ha minus 4 så din massa kommer att minska med 4 och du kommer faktiskt att förvandlas till ett nytt element kom ihåg att dina element definierades av antalet protoner så i detta alfaförfall när du förlora dem som du förlorar 2 neutroner och två protoner men särskilt protonerna kommer att göra dig till ett annat element så om vi kallar detta element 1 Jag kommer att ringa vi kommer att vara på ett annat element nu element 2 och om du tänker på vad som genereras så vi avger något som har två protoner två protoner och det har två neutroner så det är massa kommer att vara massan av de två protoner och två neutroner så vad vår återtagande vi menar något som har en massa av fyra så om du tittar på vad som är två protoner och två protoner så vad vår återtagande neutroner faktiskt inte jag har inte den periodiska bord på min Jag hade glömt att klippa och klistra in den innan den här videon men det tar inte lång tid på det periodiska bordet för att hitta ett element som har två protoner och det är helium det har faktiskt en atommassa på fyra så det här är faktiskt en heliumkärna som släpps ut med alfaförfall det här är faktiskt en heliumkärna en heliumkärna och eftersom det är en heliumkärna och det har inga alpha en heliumjon ett plus två laddning heliumjon som spontant avges av en kärna bara för att komma till ett mer stabilt tillstånd nu det är en typ av förfall låt oss utforska den andra så låt mig låta mig rita en annan kärna här Jag ska rita några neutroner jag ska bara rita några protoner protoner så det visar sig ibland att en neutron inte känner sig bekväm med sig själv det önskar att det ser på vad protonerna gör dagligen och säger att du vet vad kärnan skulle vara så vad det gör är att bli en proton kom ihåg att en neutron har neutral laddning så vad den gör är att den avger en elektron och jag vet att du säger Sal du vet att det är galet jag visste inte ens neutroner hade elektroner i dem och allt detta och och jag håller med dig det är galet och och en dag ska vi studera allt vi vet att en elektron verkligen inte gör det har en nollmassa men vi pratar om atommassanheter om protonen är en elektron är en 1,836 av det så vi bara runda och vi säger att den har en massa av din massa är verkligen inte noll dess massa och dess laddning är minus en Det är atom du kan Typ av säga att det är atomnummer är minus en så det avger en elektron och genom att emittera en elektron istället för att vara neutral nu blir det till en proton det blir till en proton och så kallas det betaförfall betaförfall betaförfall och en betapartikel är egentligen bara den emitterade elektronen så låt oss gå tillbaka till vårt lilla element det har ett antal protoner och sedan har det ett antal neutroner så att du hade protonerna och neutronerna och du får ditt massnummer när det upplever beta-sönderfall vad som händer bra är protonerna ändrade att vi har en proton till än vi hade tidigare eftersom en neutron ändras till en så nu är våra protoner plus en har vårt massnummer ändrat väl se detta går neutronerna ner med en men dina protoner går upp med en så ditt massnummer kommer inte att förändras så det kommer fortfarande att vara P plus n så din massa förblir densamma till skillnad från situationen med alfaförfall men ditt element ändras du är proton, så att du är proton, så att du är proton, så att du kommer att förändras, så att din massa förblir densamma till skillnad från situationen med av protoner förändras så nu är du än en gång du har att göra med ett nytt element i betaförfall nu låt oss säga att vi hade den andra situationen låt oss säga att vi har en situation där en av dessa en av dessa protoner tittar på neutronerna och säger att du vet vad jag jag ser hur de lever och det är väldigt tilltalande för mig Jag tror att jag skulle jag skulle passa in bättre och vår emitterande och nu är det här en ny ide för dig en positron inte en proton det avger en positron och vad är en positron det är något som har exakt samma massa som en elektron så det är en 1836 av massan av en proton men vi skriver bara en noll där för i atommassaenheter är det det är ganska nära noll men det har en positiv laddning det är lite förvirrande eftersom de fortfarande skriver en där när jag ser någon jag ser bra jag tror en elektron men nej de säger E eftersom det är ungefär som samma typ av partikel men istället för att en negativ laddning den har en positiv laddning detta är en positron positron och nu får vi vi börjar bli lite exotiska med våra med de typer av partiklar och saker vi har att göra med men det händer och om du har en proton som avger denna partikel som ganska mycket hade all sin positiva laddning med den här protonen förvandlas till en förvandlas till en neutron och det kallas positronemission positronemission är vanligtvis ganska lätt att ta reda på vad det är för att de kommer att förlorar en proton P minus 1 och det kommer att förvandlas till en neutron så P kommer att gå ner med 1 och det kommer att gå upp med 1 så att massan av hela utvalda av hela atomen inte kommer att förändras så det kommer att bli P plus n men vi kommer fortfarande att ha ett annat element rätt när vi hade betaförfall vi ökar antalet protoner så vi gick typ av till höger i det periodiska systemet eller vi ökade vår brunn du får tanken när vi gör positronemission vi minskade vårt antal protoner och faktiskt borde jag skriva här i båda dessa reaktioner så och det här är positronemission och jag är kvar med en positron och i vårt betaförfall är jag kvar med en elektron de är skrivna på exakt samma sätt som du känner till denna elektron cuz det är en minus en laddning du märker som en positron eftersom den har en plus en laddning nu finns det en sista typ av förfallna som du borde veta om men det ändrar inte antalet protoner eller neutroner och en kärna men det de kommer lite närmare och genom att göra det släpper de energi i form av en mycket hög våglängd en elektromagnetisk våg som i huvudsak är ett gamma kan du antingen kalla det en gamma partikel eller en gamma gammastråle och det finns mycket högenergi gammastrålar eller något du inte vill vara runt de är mycket troliga att kanske döda dig så låt oss allt vi gjorde jag har satt lite teoretiskt låt oss göra några faktiska problem och ta reda på vilken typ av förfall vi har att göra med så här har jag sju beryllium där sju är dess atommassa och jag har inte omvandlats till sju litium så vad händer här min beryllium min min kärnmassan förblir densamma men jag går från fyra protoner jag går från fyra protoner till tre protoner så jag minskar mitt antal protoner min totala massa har inte förändrats så det är inte det är definitivt inte alfaförfall alfaförfall var du vet att du släpper ut en hel helium från kärnan så vad är jag vad släpper jag ut jag släpper ut en positiv laddning eller jag släpper en positron och jag kör det är här i denna ekvation låt oss nu titta på Nästa vi har uran 238 förfallna till thorium 234 vi ser att atommassan minskar med 4-4 och du ser att ditt atomnummer minskar eller dina protoner minskar med 2 Så du måste släppa i huvudsak något som har en atommassa på 4 och ett atomnummer på 2 eller eller ett helium så det här är alfaförfall så det här är en alfapartikel alfapartikel och det här är ett exempel på alfapartikel nu säger du förmodligen Hej Sal vänta något konstigt händer här för om jag bara går från 92 protoner till 90 protoner har jag fortfarande mina 92 elektroner här så skulle jag inte nu ha en minus 2 laddning och ännu bättre jag det är detta helium jag släpper ut detta helium det har inga elektroner med det det är bara en heliumkärna så det har inte ett plus 2 laddning och om du sa att du skulle vara helt korrekt men verkligheten är det rätt när detta förfall händer detta torium det har ingen anledning att hålla fast vid de två elektronerna så att de två elektronerna försvinner och så här har jag jodfrisättning låt oss se vad som händer min min massa förändras inte så jag måste bara ha jag måste bara ha protoner som förvandlas till neutroner eller neutroner som förvandlas till protoner och jag ser här att jag har 53 protoner och nu har jag 54 protoner så jag måste ha en neutron måste ha förvandlats till en proton en neutron måste ha gått till en proton och det sätt som en neutron går till en proton är genom att släppa en elektron och vi ser så detta är betaförfall detta är en beta partikel beta detta är betaförfall och samma logik håller som Hej vänta jag gick bara från 53 till 54 protoner har jag inte du vet vad nu när jag har denna extra proton kommer jag inte ha en positiv laddning här väl skulle men mycket snabbt detta kan få kanske det kommer att få det är förmodligen inte kommer att få denna exakta elektroner det finns så många elektroner som-två radon det har ett atomnummer på åttio sex går till två arton polonium med atomnummer åttiofyra och det här är faktiskt en intressant sida polonium är uppkallad efter Polen eftersom Marie Curie hon hon vid den tiden Polen detta var vid förra sekelskiftet runt 1800-talet Polen existerade inte som ett separat land det delades mellan Preussen Ryssland och Österrike och de ville verkligen låta folk veta att Hej du vet detta vi tror att vi är ett folk så de upptäckte att när du vet radon bara en bra Det är privilegierna att upptäcka nya element men ändå tillbaka till problemet så vad hände vår atommassa gick ner med fyra vårt atomnummer gick ner med två än en gång måste vi ha släppt en heliumpartikel något en heliumkärna något som har en atommassa på fyra och a och ett atomnummer på två och så att där är vi så det här är alfaförfall alfaförfall och det här är vi kunde skriva detta som en heliumkärna så det har inga elektroner och vi kan till och med säga omedelbart att detta skulle ha en negativ laddning men då förlorar