Witam. Mam mały dylemat odnośnie defektu masy.

Defekt masy (atomu), czyli różnica pomiędzy sumą mas wszystkich składników danego pierwiastka, a masą całego atomu. Nie wchodząc już w szczegóły, które zainteresowani pewnie doskonale wiedzą chciałbym zastanowić się wspólnie nad jedną kwestią.

Powszechnie wiadomo, że defekt masy atomu X o liczbie masowej A i atomowej Z, możemy zapisać jako:


Wynika zeń, iż wystarczy nam do obliczenia defektu masy liczba atomowa, masowa, masa elektronu, protonu, neutronu oraz masa całego atomu. Masę całego atomu podkreślam dlatego, iż w jednym z arkuszy maturalnych spotkałem się z zadaniem obliczenia defektu masy atomu berylu o liczbie masowej 9 i atomowej 4. Masy atomu nie podano. Rozwiązanie zadania polegało na obliczeniu sumy mas wszystkich cząstek, tj: i odjęciu od otrzymanego wyniku masy nukleonów:



Problem jest następujący. Czy takie rozwiązanie pokrywa się z prawdą (pod względem fizycznym, matematycznie jest to oczywiście niepoprawne)? Jeśli tak, to dlaczego?

Sprawa ma się tak. Deficyt masy to różnica pomiędzy sumą mas nukleonów w jądrze () a masą jądra (), tj.

Z tym deficytem wiąże się energia wiązania równa . Jeśli pominąć energię wiązania elektronów w atomie, to można zapisać, że masa atomu (jak nie widać, to napiszę, że właśnie w tym momencie została pominięta e. wiązania elektronów w atomie). Wówczas otrzymamy wzór, który podałeś na początku.

Podane rozwiązanie mówi tyle, że deficyt masy równy jest sumie mas elektronów? Coś tu chyba jest nie tak. Dla mnie masa atomu i suma mas wszystkich jego składników to nie to samo. Deficyt masy wynika właśnie w równoważności masy i energii i jest widoczny dlatego, że jądro musi się jakoś trzymać, a to tego potrzebna jest energia przeznaczona na wiązanie.

Prawie wszystko jest już jasne. Wiadomo, że nukleony tracą masę na rzecz wiązań jądrowych. Właściwie fakt, że bierzemy pod uwagę tylko jądro, ułatwia zrozumienie roli sił jądrowych, które elektronom chyba nie są do niczego potrzebne.

Problem właśnie tkwi w tym, czy można brać pod uwagę równość deficytu masy i masy elektronów. Sądzę, że po prostu autorom zadania coś się pokręciło, Twoje wyjaśnienie mi wystarcza.

Dzięki i pozdrawiam