Toute matière est faite d'atomes. Dans un atome, il existe des particules subatomiques appelées neutrons, protons et électrons. Nous savons que les protons et les neutrons sont maintenus ensemble dans un noyau appelé noyau. Voyez-vous qu'il a besoin d'énergie? Les protons sont chargés positivement et pour maintenir ces particules à la même charge, de l'énergie est nécessaire. L'énergie de liaison nucléaire provient de ce concept.

Défaut de masse et énergie de liaison

Il a été observé que la somme des masses individuelles des composants du noyau est supérieure à celle du noyau de l'atome. Cela signifie qu'une certaine masse est perdue dans le processus de liaison. Cette différence de masse, également connue sous le nom de défaut de masse, qui est directement liée à l'énergie de liaison par la célèbre équation d'Einstein E= mc², où E = énergie de liaison nucléaire, m = différence de masse ou défaut de masse, et c = vitesse de la lumière

Comment trouver l'énergie de liaison

Voyons maintenant comment calculer l'énergie de liaison nucléaire d'un atome. Prenons ¹²C.

Étape 1: Calculer le défaut de masse (m)

Utilisez les informations données dans le tableau.

Particule	Masse (kg)	Masse (u)	Masse (MeV/C2)
1 h du matin	1.660540 x 10-27 kg	1.000 u	931,5 MeV/c2
neutron	1.674929 x 10-27 kg	1.008664 u	939,57 MeV/c2
proton	1.672623 x 10-27 kg	1.007276	938,28 MeV/c2
électron	9.109390 x 10-31 kg	0,00054858 u	0,511 MeV/c2

¹²C a 6 protons et 6 neutrons et 6 électrons.

Défaut de masse = Masse totale des particules subatomiques individuelles - Masse de l'atome

= 6 * 1,008664 u + 6 * 1,007276 u + 6 * 0,00054858 u – 12.000 u

= 0,098931 u

Étape 2: Maintenant, appliquez le E= mc² équation pour calculer l'énergie de liaison nucléaire.

Énergie de liaison = (1.660540 x 10^-27 kg (par m.u.) * 0,098931) * (3*10 ⁸ Mme ^-1)²

Ou pourrait simplement calculer l'énergie de liaison nucléaire directement en la convertissant en MeV par,

= 0,098931 u * 931,5 MeV/u

= 92,15 MeV

Convertir l'unité d'énergie Joule en MeV

Pourquoi avons-nous pris la peine de convertir l'unité d'énergie habituelle Joule en MeV ?

Les énergies de liaison sont conventionnellement exprimées en MeV car il s'agit d'une très grande énergie, et l'expression en eV montre comment la charge joue un rôle dans la formation de l'énergie de liaison.

Autres conventions:

a) Exprimer l'énergie de liaison nucléaire en énergie par mole

Une fois que l'énergie de liaison est trouvée "par atome", multiplie simplement la valeur par le nombre d'Avagadro qui est de 6,022 x 10²³ mole^-1.

Si l'énergie de liaison était exprimée en Joules, vous souhaiterez peut-être la convertir en kJ car la valeur est plus élevée. Pour ce faire, divisez la réponse par 1000.

b) Exprimer la liaison en MeV par nucléon

Les nucléons sont les particules qui composent le noyau (protons et neutrons). Une fois l'énergie de liaison trouvée, divisez simplement la valeur par le nombre de nucléons présents dans l'atome. Dans le cas 12 C, il doit être divisé par 12.

Pourquoi est-ce important?

L'énergie de liaison nucléaire est extrêmement importante à connaître dans les réactions nucléaires. Lorsque des réactions nucléaires ont lieu, ces énergies de liaison sont les facteurs clés qui contrôlent ou maintiennent leur probabilité de se produire.