化學原理啟迪513
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1.
質子和中子生成原子核的過程會產生能量，經由計算此能量變化，我們能判斷原子核的熱穩定。舉例來說，8個中子和8個質子生成168O原子核的理論程序：
810n+811H→168O
2.
這個反應程序的能量改變，可藉由比較8個中子和8個質子的總質量，與氧原子的質量，計算而能得：
Mass
of (810n+811H)
=8(1.67493×10–24g)+8(1.67262×10–24g)
=2.67804×10–23g
Mass
of 168O
nucleus
=2.65535×10–23g
「自然氧原子核」與「用核子合成的氧原子核」，二者的質量差距是：
Mass
of 168O
nucleus–Mass of (810n+811H)=–2.269×10–25g
因此，「自然氧原子核」與「用核子合成的氧原子核」生成1mole氧168O原子核的總質量差距是：
(–2.269×10–25g/nucleus)(6.022×1023nuclei/mol)=–0.1366
g/mol
3.
如果1mole的氧-16是從質子和中子組合而成，它將會流失0.1366g的質量，然後才成為穩定的氧。為什麼質量會改變？這個資訊怎麼用來計算伴隨著反應程序的能量改變？我們可從愛因斯坦的論文找到這些問題的答案。
4.
愛因斯坦的相對論認為，能量可視為一種物質，愛因斯坦最有名的能量公式是
E=mc2 注：c是光速
5.
這個方程式建立「能量」與「質量」之間的關係，當一個系統獲得或流失能量，它也獲得或流失大量的質量，因為質量m的定義是E/c2，因此，原子核的質量低於組織成它的核子，因為核子組成原子核的程序散熱。
6.
反應程序造成的能量變化，可用愛因斯坦的方程式說明：
Energy
change=ΔE=Δmc2
7.
Δm是粒子的質量改變(mass
defect)，這個方程式可用來計算從核子組成原子核過程的能量變化。一般描述特定原子核的熱穩定的方法是，每個核子釋出的能量。
8.
徐弘毅注：許許多多活潑動態的粒子，要組成靜態的原子核，彼此靠近時，勢必有很多碰撞，這些碰撞將動能轉換成熱能流失出去，讓比較安靜的粒子可以互相吸引，黏接成一團，因此，當這些粒子碰撞完畢，組成穩定的原子核的總體質量，比單獨粒子個別質量相加的總合，還要少。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》
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