为什么铁原子的原子核最稳定 为什么铁原子的原子核最稳定？
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-15
铁原子是核反应吸能或者放能的界限，任何比铁轻的原子核核聚变都能释放能量，任何比铁重的原子核核聚变都需要吸收能量。
铁原子核无论核裂变和核聚变都要吸收能量，因为铁原子核是最稳定的原子核。原子核结构的稳定是由两种力决定的，即核力（强相互作用引力）和库仑力（电磁力）决定。在原子核中,质子由于带着相同的电荷，所以库仑力会让质子相互排斥.但由于质子与中子之间存在核力，核力像胶水一样把质子和中子牢牢粘合在一起避免了质子相互排斥分离，从而导致原子核瓦解，这就是为什么构成重的原子核一定要有中子存在。
核力比库仑力强100多倍，因此即便质子之间存在斥力，核力也能牢牢束缚原子核。但核力也不是无限强大，随着原子核质子数越来越大，库仑斥力的总和会逐渐超过核力，原子核就会变得越来越不稳定。这就是为什么超重元素都是放射性元素，因为原子核希望通过辐射释放出一些质子，让原子核内的库仑斥力不会超过核力,避免原子核瓦解。我们说的最稳定的原子核要同时考虑核聚变与核裂变。所以铁原子核的最稳定其实是它抵抗核聚变与核裂变能力的一个“平均分”的结果。
为什么铁原子的原子核最稳定~
#伏纯龙# 原子核会发生轻核聚变和重核裂变 -
(17725109403)： 根据能量关系,确实是铁最稳定,其他的原子通过聚变或者裂变变为铁都会释放能量.但实际发生的并不是这样的过程.宇宙中最早只有氢元素.之后通过聚变有了之后的氦锂铍硼等各种元素,直到铁.但原子的演化没有就此结束,通过裂变的逆过程,原子可以吸收能量继续聚合变大,于是我们有了之后的元素,比如金银铂等贵金属.宇宙中的这个过程就是在恒星中完成的,每当恒星的寿命到了,发生爆炸,这些元素也就分散到了宇宙中.现在我们自己也通过这样的过程,合成了一些自然界不存在的更大个的原子,只是这些原子太不稳定了,太容易裂变了,所以寿命不长.
#伏纯龙# “铁是最稳定的元素”,真的吗 -
(17725109403)： 展开1全部 是真的,铁的比结合能最大,把铁的核子(中子和质子)拆开需要同等的能量,所以最难拆开,所以最稳定.原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开,也需要能量,这就是原子核的结合能.
#伏纯龙# 不同原子中的质子,中子,电子等一样吗?(不是指数目) - 作业帮
(17725109403)：[答案] 好像不一样,因为核子数相等的,不一定质量相等,可以用质量数/核子数,进行研究,会发现铁的值是最小的.根据能量最低原理和质能方程,说明铁原子是最稳定的,所有元素都有变为铁的趋势.但是速率很慢,可以视作不变. 所以我认为是不一样的...
#伏纯龙# 为何核裂变放能,不是把原子核拆开需要极大的能量;反之,要把分散的中子和质子结合成原子核,就会放出能量 -
(17725109403)： 这就是造成核反应质量亏损或者增加的原因,造成核裂变. 比铁重的原子在裂变为不轻于铁(可为铁)的原子核时可以释放能量.理解它们也很简单,水缸的水装的太多了,水会溢出来.原子核内的原子核能量过多,它也会自发性的分裂(例如...
#伏纯龙# 为何恒星的核融合反应的最终产物是铁? -
(17725109403)： 楼主问左一个极好既问题,老实讲,我都无办法用原子结构理论答你呢个问题.不过,核聚变由两个氢原子合并成氦原子,再由两个氦原子继续反应(变成咩不记得左).总之每做一次反应,结合成既元素都会有愈来愈大既质量,或应该讲产生...
#伏纯龙# 铁元素聚变和裂变的可能性只有0吗? -
(17725109403)： 并不是,但对于现阶段的人类来说是0.恒星的内部可以发生核聚变,由氢到氦、再到碳、氧等,最后到铁,从原子核来看最稳定的已知元素是铁,这就意味着让铁发生核聚变或者核裂变是非常困难的,让氢原子发生核聚变的理论温度是2000万℃,而让氦原子发生核聚变的温度为2亿℃,到氧原子发生核聚变的温度则达到了20亿℃,相对来讲的话比较常见的让铁发生核聚变或者核裂变的情况是超新星爆炸或者中子星合并.人类现阶段无法创造这样的条件,但是宇宙中时时刻刻都在发生这两种情况,就像现阶段人类无法创造出台风,但你不能说自然界产生台风的概率是0.
#伏纯龙# 为什么比结合能越大原子核越稳定 -
(17725109403)： 原子的稳定与否要从核力和库仑力之间的平衡来说,轻的元素核力远大于库仑力,重的元素核力越接近库仑力,轻的元素容易聚变,重的元素容易裂变,铁属于两者之间,相对稳定
#伏纯龙# 比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子越稳定. 这句话哪里错了? -
(17725109403)： 是原子核更稳定,不是原子
#伏纯龙# 为什么有原子组成的化学元素?
(17725109403)： 1.这个问题麻烦你在说下我没看懂. 2.容易失去或容易得到电子要看这个元素的最外层电子数目 例如:氧:有8个质子所以有8个电子,那么ta的电子结构为2,6结构.懂不懂? 最外层有8个电子,少于4个就容易失去,多于4个就容易得到,氧就是容易得到电子 质子所带的正电荷数就叫核电荷数.
#伏纯龙# 铁原子核外电子排布为什么会是这样 -
(17725109403)： 铁原子的核外电子排布式为:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2. 这是根据构造原理和洪特规则得出的结论.
铁原子核无论核裂变和核聚变都要吸收能量，因为铁原子核是最稳定的原子核。原子核结构的稳定是由两种力决定的，即核力（强相互作用引力）和库仑力（电磁力）决定。在原子核中,质子由于带着相同的电荷，所以库仑力会让质子相互排斥.但由于质子与中子之间存在核力，核力像胶水一样把质子和中子牢牢粘合在一起避免了质子相互排斥分离，从而导致原子核瓦解，这就是为什么构成重的原子核一定要有中子存在。
核力比库仑力强100多倍，因此即便质子之间存在斥力，核力也能牢牢束缚原子核。但核力也不是无限强大，随着原子核质子数越来越大，库仑斥力的总和会逐渐超过核力，原子核就会变得越来越不稳定。这就是为什么超重元素都是放射性元素，因为原子核希望通过辐射释放出一些质子，让原子核内的库仑斥力不会超过核力,避免原子核瓦解。我们说的最稳定的原子核要同时考虑核聚变与核裂变。所以铁原子核的最稳定其实是它抵抗核聚变与核裂变能力的一个“平均分”的结果。
因为铁原子核(原子序26)是核聚变的终点终,比太阳大的再多的恒星,也只核聚变到铁原子核为止(太阳算是中小质量恒星,最多核聚变到碳、氖、氧的原子核为止),之后不再有核聚变反应发生了,所以铁原子核是最稳定的原子核。
图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）
（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源图于比特 It from bit
量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）
注：位元即比特
铁离子：铁的最稳定离子
为什么铁原子的原子核最稳定~
用核质量除以核子数，是核子的平均质量。铁的核子的平均质量最小，大于或小于铁的核子数的元素，核子的平均质量都在逐渐增加。核能的释放是由于质量亏损，核反应前后核子数是相同的，不同的是核子的平均质量。如果反应前核子质量大于反应后核子质量，就有能量放出。为什么铁的最小，是由于核的相互作用力特点决定。核的相互作用力是强相互作用力，它是短程力，只在一定范围内有效。铁的数量合适，结合最致密。多了够不着，少了有多余的空间。所以铁的核子的平均质量最小。原子核稳定是指不容易发生核反应，不容易衰变成轻的核。铁原子核是最稳定的原子核，也是质量体积比最大的原子核。
铁离子：铁的最稳定离子
#伏纯龙# 原子核会发生轻核聚变和重核裂变 -
(17725109403)： 根据能量关系,确实是铁最稳定,其他的原子通过聚变或者裂变变为铁都会释放能量.但实际发生的并不是这样的过程.宇宙中最早只有氢元素.之后通过聚变有了之后的氦锂铍硼等各种元素,直到铁.但原子的演化没有就此结束,通过裂变的逆过程,原子可以吸收能量继续聚合变大,于是我们有了之后的元素,比如金银铂等贵金属.宇宙中的这个过程就是在恒星中完成的,每当恒星的寿命到了,发生爆炸,这些元素也就分散到了宇宙中.现在我们自己也通过这样的过程,合成了一些自然界不存在的更大个的原子,只是这些原子太不稳定了,太容易裂变了,所以寿命不长.
#伏纯龙# “铁是最稳定的元素”,真的吗 -
(17725109403)： 展开1全部 是真的,铁的比结合能最大,把铁的核子(中子和质子)拆开需要同等的能量,所以最难拆开,所以最稳定.原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开,也需要能量,这就是原子核的结合能.
#伏纯龙# 不同原子中的质子,中子,电子等一样吗?(不是指数目) - 作业帮
(17725109403)：[答案] 好像不一样,因为核子数相等的,不一定质量相等,可以用质量数/核子数,进行研究,会发现铁的值是最小的.根据能量最低原理和质能方程,说明铁原子是最稳定的,所有元素都有变为铁的趋势.但是速率很慢,可以视作不变. 所以我认为是不一样的...
#伏纯龙# 为何核裂变放能,不是把原子核拆开需要极大的能量;反之,要把分散的中子和质子结合成原子核,就会放出能量 -
(17725109403)： 这就是造成核反应质量亏损或者增加的原因,造成核裂变. 比铁重的原子在裂变为不轻于铁(可为铁)的原子核时可以释放能量.理解它们也很简单,水缸的水装的太多了,水会溢出来.原子核内的原子核能量过多,它也会自发性的分裂(例如...
#伏纯龙# 为何恒星的核融合反应的最终产物是铁? -
(17725109403)： 楼主问左一个极好既问题,老实讲,我都无办法用原子结构理论答你呢个问题.不过,核聚变由两个氢原子合并成氦原子,再由两个氦原子继续反应(变成咩不记得左).总之每做一次反应,结合成既元素都会有愈来愈大既质量,或应该讲产生...
#伏纯龙# 铁元素聚变和裂变的可能性只有0吗? -
(17725109403)： 并不是,但对于现阶段的人类来说是0.恒星的内部可以发生核聚变,由氢到氦、再到碳、氧等,最后到铁,从原子核来看最稳定的已知元素是铁,这就意味着让铁发生核聚变或者核裂变是非常困难的,让氢原子发生核聚变的理论温度是2000万℃,而让氦原子发生核聚变的温度为2亿℃,到氧原子发生核聚变的温度则达到了20亿℃,相对来讲的话比较常见的让铁发生核聚变或者核裂变的情况是超新星爆炸或者中子星合并.人类现阶段无法创造这样的条件,但是宇宙中时时刻刻都在发生这两种情况,就像现阶段人类无法创造出台风,但你不能说自然界产生台风的概率是0.
#伏纯龙# 为什么比结合能越大原子核越稳定 -
(17725109403)： 原子的稳定与否要从核力和库仑力之间的平衡来说,轻的元素核力远大于库仑力,重的元素核力越接近库仑力,轻的元素容易聚变,重的元素容易裂变,铁属于两者之间,相对稳定
#伏纯龙# 比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子越稳定. 这句话哪里错了? -
(17725109403)： 是原子核更稳定,不是原子
#伏纯龙# 为什么有原子组成的化学元素?
(17725109403)： 1.这个问题麻烦你在说下我没看懂. 2.容易失去或容易得到电子要看这个元素的最外层电子数目 例如:氧:有8个质子所以有8个电子,那么ta的电子结构为2,6结构.懂不懂? 最外层有8个电子,少于4个就容易失去,多于4个就容易得到,氧就是容易得到电子 质子所带的正电荷数就叫核电荷数.
#伏纯龙# 铁原子核外电子排布为什么会是这样 -
(17725109403)： 铁原子的核外电子排布式为:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2. 这是根据构造原理和洪特规则得出的结论.
