Enunciado

O spin nuclear e o caracter de simetria do núcleo de boro com Z = 5 e A = 10 são i = 3 , simétrico.

A – Mostre que a massa, carga, spin nuclear e caracter de simetria concordam com a hipótese de que os núcleos contêm Z prótons e A – Z nêutrons.

B – Quais dessas quatro propriedades não são compatíveis com a hipótese de que os núcleos contêm A e A – Z elétrons?

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!

A - O número de massa A do boro é 10, seu número atômico Z é 5, seu spin nuclear i é 3 e tem caráter simétrico. Vamos supor que o resto das partículas no núcleo sejam nêutrons e que tanto os nêutrons quanto os prótons tenham uma massa de aproximadamente 1 u , a massa do boro é então de cerca de 10 u .

Os nêutrons não contribuem com nenhuma carga para o núcleo, então a carga nuclear é devida apenas aos prótons, cada um com uma carga eletrônica positiva, e é + 5 e . Prótons e nêutrons são férmions com spin de 1/2, e o núcleo tem um número par de nucleons, portanto, terá spin integral e será simétrico em relação às trocas de rótulos, com as quais um spin de 3 é consistente.

Portanto, a massa, a carga, o spin e a simetria do núcleo de boro concordam com a suposição de que ele possui nêutrons A - Z .

Passo 2

B - Se o núcleo atômico contém prótons A e elétrons A - Z , então um núcleo de boro teria 10 prótons e 5 elétrons. Como os elétrons têm massa muito pequena, a massa nuclear ainda seria cerca de 10 u . Uma vez que prótons e elétrons têm carga igual e oposta e há cinco prótons a mais do que elétrons, a carga nuclear líquida ainda seria + 5 e . No entanto, como os elétrons também são férmions com spin 1/2, o núcleo teria então 15 partículas de meio-spin integral, e um número ímpar de tais partículas terá spin total semi-integral e será antissimétrico em relação a uma troca de rótulo.

Portanto, o spin observado e a simetria do núcleo de boro discordam da suposição de que o núcleo contém prótons A e elétrons A - Z .

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Ver Outros Exercícios desse livro