Types of Decay

Mọi thứ chúng ta đã đề cập cho đến nay
trong

hành trình tìm hiểu về hóa học đều xoay
quanh sự ổn định của

electron và vị trí electron thích hợp nhất

trong các lớp electron bền vững

Giống như tất cả mọi thứ trong cuộc sống,
nếu bạn khám phá nguyên tử

sâu hơn một chút, bạn sẽ nhận ra rằng
electron không phải

là thứ duy nhất diễn ra trong một nguyên
tử

Bản thân hạt nhân cũng có những tương tác
hoặc có một số

trạng thái không bền vững, cần được giải
phóng theo cách nào đó

Đó là những gì chúng ta sẽ nói

trong video này

Thực ra cơ chế của quá trình này vượt xa
phạm vi

của một khóa học hóa học năm nhất, nhưng
ít nhất thì

biết rằng nó diễn ra cũng là
điều cần thiết

Rồi sẽ có một ngày khi chúng ta học về lực
hạt nhân mạnh

vật lý lượng tử và các lĩnh vực tương tự,
chúng ta có thể bắt đầu

giải thích chính xác về lý do tại sao các
proton, neutron

và các quark cấu thành nên chúng lại tương
tác

theo cách chúng đang làm

Nhưng như đã nói, ít nhất chúng ta hãy
nghĩ về

các kiểu phân rã chính của hạt nhân

Vậy giả sử tôi có một số proton

Tôi sẽ chỉ vẽ một vài hạt ở đây

Một số proton ở đó, và tôi sẽ vẽ một số
neutron

Và tôi sẽ vẽ chúng bằng một màu trung tính

Có lẽ màu xám sẽ phù hợp

Để tôi vẽ một số neutron ở đây

Vậy tôi có bao nhiêu proton?

Tôi có 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Tôi sẽ vẽ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
neutron

Hãy gọi đây là hạt nhân của nguyên tử của
chúng ta

điều này đã được đề cập đến trong video

đầu tiên tôi tạo về nguyên tử-- hạt nhân
nếu bạn thực sự

muốn vẽ một nguyên tử thực sự-- và thực
sự rất khó để

vẽ một nguyên tử vì nó không có ranh giới
rõ ràng

Electron thực sự có thể ở bất kỳ thời điểm
nào

nó có thể ở bất cứ đâu

Nhưng nếu bạn hỏi, vậy 90% thời gian

electron sẽ ở đâu

Bạn sẽ nói, đó là bán kính, hoặc

đường kính của nguyên tử

Trong video đầu tiên, chúng ta đã học rằng
hạt nhân chỉ

chiếm một phần cực nhỏ bé trong thể tích
của

hình cầu nơi electron sẽ xuất hiện 90%
thời gian

Điều thú vị ở đây là hầu hết

những gì chúng ta nhìn thấy trong cuộc
sống chỉ là không gian trống

Tất cả những thứ này chỉ là không gian mở

Nhưng tôi chỉ muốn nhắc lại điều đó bởi vì

điểm nhỏ xíu mà chúng ta đã nói đến trước
đó

mặc dù nó chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong

thể tích của một nguyên tử--thực ra nó gần
như là toàn bộ khối lượng của

nguyên tử-- đó là thứ tôi đang phóng to
đến điểm này.

Đây không phải là các nguyên tử, đây không
phải là các electron.

Bây giờ chúng ta đang phóng to hạt nhân

Hóa ra, đôi khi hạt nhân

không ổn định và nó muốn đạt đến trạng
thái cấu hình

ổn định hơn

Chúng ta sẽ không đi sâu vào cơ chế
chính xác

xác định hạt nhân không bền và những thứ
tương tự

Nhưng để đạt được trạng thái ổn định hơn,

đôi khi hạt nhân phát ra thứ được gọi là
hạt alpha, hoặc

quá trình này được gọi là phân rã alpha

Phân rã alpha

Và nó phát ra một hạt alpha,

nghe có vẻ rất kỳ lạ

Nó chỉ đơn giản là một tập hợp các
neutron và proton

Vì vậy, một hạt alpha bao gồm hai neutron
và hai proton

Có thể những hạt này cảm thấy chúng không
thực sự phù hợp

ở bên trong hạt nhân, vì vậy chúng tập
hợp lại ở đây

Và chúng được phát ra

Chúng rời khỏi hạt nhân

hãy cùng suy nghĩ xem điều gì sẽ xảy ra
với một nguyên tử khi

một thứ gì đó như thế xảy ra

Giả sử tôi có một nguyên tố bất kỳ, tôi sẽ
gọi

nó là nguyên tố E

Giả sử nó có p, proton

Tôi sẽ tô màu chúng theo màu của proton

Nó có p, proton

Nó có số khối nguyên tử, là tổng số

proton cộng với số neutron

Và tôi sẽ phải tô neutron màu xám, đúng
chứ?

Vậy, khi nó trải qua phân rã alpha, điều
gì

sẽ xảy ra với nguyên tố này?

Số proton của nó sẽ giảm đi 2

Vì vậy, số proton của nó sẽ bằng p trừ 2

Và số neutron của nó cũng sẽ giảm đi 2

Vì vậy, số khối của nó sẽ giảm đi 4

Ở trên bạn sẽ có p trừ 2, cộng với số
neutron trừ 2,

do đó chúng ta sẽ có trừ 4

Vậy, khối lượng của nó sẽ giảm đi 4 và nó

thực sự sẽ biến thành một nguyên tố mới

Hãy nhớ rằng, các nguyên tố được xác định
bởi

số lượng proton

Vì vậy, trong quá trình phân rã alpha, khi
bạn mất đi hai neutron và

hai proton, nhưng đặc biệt là các proton
sẽ biến

bạn thành một nguyên tố khác

nếu gọi nguyên tố này là số 1,

thì chúng ta sẽ có một nguyên tố khác,
nguyên tố số 2

Nếu bạn nghĩ về những gì được tạo ra,
chúng ta đang phát ra

một thứ gì đó có hai proton

và hai neutron

Vì vậy, khối lượng của nó sẽ bằng khối
lượng của hai proton

và hai neutron

Vậy chúng ta đang phát ra cái gì

Chúng ta đang phát ra một thứ gì đó có
khối lượng là 4

Vậy nếu bạn nhìn vào, 2 proton và 2
neutron là gì?

Thực ra tôi không nhớ bảng

tuần hoàn

Tôi quên dán nó trước video này

Nhưng bạn không cần mất nhiều thời gian
để tìm nguyên tố

có hai proton trong bảng tuần hoàn, đó
chính là heli

Nó thực sự có khối lượng nguyên tử là 4

Vì vậy, đây thực chất là hạt nhân heli
được giải phóng trong quá trình

phân rã alpha

Đây thực chất là một hạt nhân heli

Và vì nó là hạt nhân heli và không có

electron nào để cân bằng với hai proton
của nó, nên đây sẽ là một

ion heli

Về cơ bản nó không có electron

Nó có hai proton nên nó có điện tích cộng
2

Vì vậy, một hạt alpha thực sự chỉ là một
ion heli, một ion

heli tích điện dương 2 được giải phóng
tự phát bởi

hạt nhân để đạt đến trạng thái ổn định hơn

Đây là một loại phân rã

Chúng ta hãy khám phá các loại khác

Bây giờ hãy để tôi vẽ một hạt nhân khác
ở đây

Tôi sẽ vẽ một số neutron

Tôi sẽ chỉ vẽ một số proton

hóa ra đôi khi một neutron cảm thấy không

thoải mái với chính nó

Nó nhìn vào những gì các proton làm
hàng ngày và nói,

bạn biết là gì không?

Vì lý do nào đó, khi nhìn vào trái tim
mình, tôi cảm thấy mình

thực sự nên là một proton

Nếu tôi là một proton, thì toàn bộ hạt
nhân sẽ

ổn định hơn một chút

Để trở thành 1 proton, những gì nó làm là
-- hãy nhớ rằng, một

neutron có điện tích trung hòa

Những gì nó làm là phát ra một electron

Và tôi biết bạn đang nghĩ, Sal, điều đó
thật điên rồ, tôi

thậm chí còn không biết neutron có
electron bên trong,

và tất cả những thứ đó

Tôi đồng ý với bạn

Nó thật điên rồ

Một ngày nào đó chúng ta sẽ nghiên cứu
tất cả những gì tồn tại

bên trong hạt nhân

Nhưng hãy giả sử nó có thể phát ra một
electron

Vậy, nó phát ra một
electron

Và chúng tôi biểu thị nó bằng-- khối
lượng của nó gần bằng 0

Chúng ta biết một electron thực sự không
có khối lượng bằng 0, nhưng

chúng ta đang nói về đơn vị khối lượng
nguyên tử

Nếu proton là 1, thì electron là 1/1836

Chúng ta chỉ làm tròn nó

Chúng ta nói nó có khối lượng bằng 0

Khối lượng thực sự của nó không bằng 0

Và điện tích của nó là trừ 1

Nó mang tính nguyên tử, bạn có thể nói số
hiệu

nguyên tử của nó là trừ 1

Nó phát ra một electron

Bằng cách phát ra một electron, thay vì
trung hòa, bây giờ

nó biến thành một proton

Và quá trình này được gọi là phân rã beta

Hạt beta thực chất chỉ là electron được
phát ra

Hãy quay trở lại trường hợp về một phần tử

Nó có một số proton nhất định, và sau đó

là một số neutron nhất định

bạn có các proton và neutron, sau đó bạn
có được

số khối của nó

Khi nó trải qua quá trình phân rã beta,
thì điều gì xảy ra?

Vậy, các proton có bị thay đổi không?

Chắc chắn rồi, chúng ta có nhiều hơn một
proton so với trước đây

Vì một neutron đã biến thành một proton

Vì vậy, bây giờ số proton của chúng ta là
cộng 1

Số khối của chúng ta có thay đổi không?

Cùng xem nào

Số neutron giảm đi một nhưng số

proton của bạn tăng lên một

Vì vậy, số khối của bạn sẽ không thay đổi

Nó vẫn sẽ là p cộng N

khối lượng của bạn vẫn giữ nguyên, không
giống như trường hợp

phân rã alpha, nhưng nguyên tố của
bạn sẽ thay đổi

Số proton của bạn thay đổi

Một lần nữa, bạn đang đối phó với một
nguyên tố mới trong

quá trình phân rã beta

Giả sử chúng ta có một tình huống khác

Giả sử có một tình huống mà một trong
những proton này

nhìn vào các neutron và nói, bạn biết là
gì không?

Tôi thấy cách chúng tồn tại

Điều đó thật hấp dẫn đối với tôi

Tôi nghĩ mình sẽ phù hợp hơn và cộng
đồng các phân tử

bên trong hạt nhân của chúng ta sẽ hạnh
phúc hơn nếu

tôi cũng là một neutron

Tất cả chúng ta sẽ ở trong một trạng
thái ổn định hơn