Forskjeller mellom Chemical & kjernereaksjoner

Molekyler er satt sammen av ulike arrangementer av atomer. Det er 118 typer atomer, eller elementer, som er laget av tre typer subatomære partikler: nøytroner og protoner i en kjerne i bane av elektroner. Alle kjemiske reaksjoner har å gjøre med samspillet mellom elektronskallene av atomer og molekyler. Kjemiske reaksjoner flytte atomer rundt, og kombinerer dem på ulike måter, men de aldri, aldri endre atomene selv. Kjernereaksjoner, på den annen side, faktisk endre atomene i seg selv ved å dele kjernen eller sammensmelting to kjerner sammen.

kjemiske reaksjoner

Kjemiske reaksjoner kan enten være endoterm, noe som betyr at de absorberer energi, eller eksoterm, noe som betyr at de slipper energi. Hvorvidt en reaksjon er endoterm eller eksoterm, avhenger av hvor mye energi som inneholdes i de kjemikalier før reaksjonene inntreffer (kalt reaktanter) og hvor mye energi kjemikaliene har etter at de har reagert (kalt produkter). Bensin, for eksempel, inneholder mye mer energi enn carbondioxyd, vanndamp og andre produkter av reaksjonen. All energien som frigjøres eller absorbert av en kjemisk reaksjon er på grunn av forskjellige energier eller stabiliteten for forskjellige arrangementer av atomer. Massen av produktene alltid er nøyaktig lik massen av reaktantene. Ingenting er ødelagt eller opprettet, bare flyttet rundt. Kjemiske reaksjoner er også for det meste drevet av elektronene som omgir hver atom. Kjernene seg aldri komme nær nok til hverandre til å reagere.

kjernefysiske reaksjoner

I kjernereaksjoner, kjernene av atomer i seg selv gjennomgå endringer. Antall protoner og / eller nøytroner i kjernen faktisk endres, noe som betyr at atomet er omformet til et annet element. Dette resultatet er umulig med kjemiske reaksjoner, og det er derfor alkymistene i middelalderen var aldri i stand til å omdanne bly til gull. Det er tre hovedtyper av kjernefysiske reaksjoner: radioaktiv nedbrytning, fisjon og fusjon. I alle tre tilfeller er massen av produktene ikke er lik massen av reaktantene, noe som aldri skjer under kjemiske reaksjoner. I alle kjernefysisk reaksjon, er en svært liten del av saken i reaktant kjerner forvandlet til ren energi i henhold til Einsteins berømte E = mc ^ 2 ligningen. Denne ligningen medfører at mengden av energi som skapes er lik massen tapt multiplisert med lysets hastighet i kvadrat - en utrolig mengde energi fra en liten mengde av materie.

radioaktiv nedbrytning

Radioaktiv nedbrytning er den gradvise og forutsigbar prosessen som store, tunge elementer slik som uran nedbrytning i mindre elementer ved å sende ut alfa-, beta- eller gammastråling. I alfastråling, skyter kjernen av en heliumkjerne, som inneholder to protoner og nøytroner. I betastråling, en av nøytroner i kjernen emitterer et elektron og blir transformert inn i et proton. I gamma forråtnelse, avgir kjernen ekstremt høy energi elektromagnetisk stråling som kalles gammastråler.

Fisjon

Fisjon finner sted når et meget stort element, så som uran eller plutonium, er delt i to, forårsaker en stor frigjøring av energi og også utslipp av nøytroner. I ett eksempel, uran (atommasse 235) splittes i xenon (masse 134) og strontium (masse 100), pluss en fri nøytron. Igjen, er massen av alle de resulterende delene mindre enn den opprinnelige uran fordi noe av det ble omdannet til energi.

Fusion

Kjernefusjon oppstår under forhold med ekstrem varme og / eller trykk, for eksempel ved senteret av solen og andre stjerner, da to lette elementer, slik som hydrogen, en sikring for å skape et større element slik som helium. Igjen, er den resulterende masse mindre enn den opprinnelige masse, og forskjellen er kilden til alle solenergi. I gjennomsnitt, frigjør en fusjonsreaksjon mer energi enn en kjemisk reaksjon med en faktor på en million. Alle elementer tyngre enn hydrogen og helium, fra oksygen til karbon til gull, ble opprinnelig dannet i fusjon reaksjoner inni stjernene. De tyngste elementene er utformet bare i supernovaer eksplosjoner.