Iranian Chemist شیمیدان ایرانی
تحلیل و نکات کنکوری روند تشکیل عنصرها در ستاره ها
شیمی استاد مهدی نباتی چطوره
دانش آموزان عزیزم یکی از مباحث مهم که در ابتدای فصل اول شیمی دهم آورده شده، مبحث روند تشکیل عنصرها یا سنگین تر شدن عنصرها در ستاره هاست. متاسفانه در کتاب درسی فقط به صورت تعریفی در کتاب آورده شده و اصلا اشاره ای نشده است که چطور می توان در حل مسائل از آن استفاده کرد.
در این مقاله آموزشی می خواهم این مبحث رو براتون تحلیل و آنالیز کنم و بهتون یاد بدم که قراره چطور در حل مسائل از آن استفاده کنید.
روند تشکیل عنصرها در ستارگان
دوستان عزیزم به این دو عبارت نگاه کنید:
عبارت اول: روند تشکیل عنصرها در ستاره ها
عبارت دوم: فرایند سنگین تر شدن عنصرها
عزیزان من، این دو عبارت به یک مفهوم است. پس در آزمون کنکور سراری هر کدام از عبارت ها در صورت سوال مطرح شد بدانید که دقیقا این نکات کنکوری که قراره در ادامه بهتون بگم می باشد!!!
ببینید دانش آموزان عزیزم درون فضای ملتهب ستاره ها اولین عنصری که وجود دارد عنصر هیدروژن با عدد اتمی و عدد جرمی ۱ می باشد (۱H). اما به خاطر دمای بالای درون ستاره ها، این هسته ها با هم جوش خورده (به اصطلاح ترکیب می شوند) و تبدیل به هسته های بزرگتر یا سنگینتر می شوند. دومین هسته مهمی که درون ستاره ها وجود دارد و البته خودش از هیدروژن ایجاد می شود، هسته هلیم با عدد اتمی ۲ و عدد جرمی ۴ (۴He) می باشد. سپس از جوش خوردن این هسته ها، هسته های سبکتری مصل کربن و لیتیوم ایجاد شده و همین فرایند ادامه پیدا می کند تا هسته های سنگینتری مثل آهن و طلا و منگنز و … ایجاد می شود. پس اگر بخواهیم روند تشکیل عنصرها در ستاره ها را در یک نمای کلی ببینیم به این صورت خواهد بود:
۱H → ۴He → ۷Li and 12C → ۵۶Fe and 179Au
نکته مهم: اگر دقت کنید می بینید که عدد جرمی عنصرها سنگینتر می شود. به طوری که عدد جرمی عناصر جدید از مجموع ضریبی از عدد جرمی اتم های هیدروژن و هلیوم می باشد. البته این حرف به این معنی نیست که اتم های دیگر نمی توانند با همدیگر جوش بخورند!! بلکه آن ها نیز با اتم های دیگر می توانند ترکیب شوند و به اتم های بزرگتر تبدیل شوند (بستگی به نوع صورت سوال دارد)!!!
حالا برای اینکه ببینیم از این مفهوم چطور می توان سوال طرح کرد، لطفا به مسئله زیر دقت کنید تا تکنیکی که می خوام آموزش بدم رو یاد بگیرید…
تست شیمی دهم دبیرستان – کنکور سراسری خارج از کشور ۹۸
با توجه به روند تشکیل عنصرها در ستاره ها، از به هم پیوستن چند اتم از فراوانترین ایزوتوپ هلیم، یک اتم ایزوتوپ منیزیم با عدد اتمی ۱۲ و عدد جرمی ۲۴ می تواند به وجود آید؟ (از تبادل انرژی و تغییرات اندک جرم صرف نظر شود)
الف: ۴
ب: ۶
ج: ۸
د: ۱۲
پاسخ:
دانش آموزان عزیزم خوشبختانه طراح سوال کنکور به داوطلبان حال داده و فقط حرف از یک نوع عنصر هلیوم به میان آورده است. شما تنها کافی است که ببینید چند اتم هلیوم با عدد جرمی ۴ اگر به هم جوش بخورند می توانند اتم منیزیم با عدد جرمی ۲۴ را ایجاد کنند:
۴x = 24
⇓
x = 6
گزینه صحیح:
بنابراین جواب گزینه ب است. یعنی از جوش خوردن ۶ هسته هلیوم، یک اتم ایزوتوپ منیزیم تشکیل خواهد شد.
*** اما ممکن است که در صورت سوال از چند هسته صحبت کند. پس به سوال تالیفی زیر توجه کنید:
تست تالیفی شیمی دهم دبیرستان
در فرایند تشکیل عناصر در ستاره ها، کدام گزینه فرایند تشکیل ایزوتوپ لیتیم با عدد اتمی ۳ و عدد جرمی ۷ را به درستی نشان می دهد؟ (از تبادل انرژی و تغییرات اندک جرم صرف نظر شود)
الف: ترکیب دو هسته هلیم
ب: ترکیب یک هسته هلیم و یک هسته هیدروژن
ج: ترکیب دو هسته هلیم و جدا شدن یک هسته هیدروژن
د: ترکیب دو هسته هلیم و یک هسته هیدروژن
پاسخ:
خب دانش آموزان عزیزم همانطور که در بالا توضیح دادم عدد جرمی هسته های هیدروژن و هلیم به ترتیب برابر با ۱ و ۴ می باشد.
از طرفی عدد جرمی هسته لیتیم برابر با ۷ است.
مشخص است که اگر دو هسته هلیوم با هم ترکیب شوند عدد جرمی ۸ می شود پس باید یک هسته هیدروژن جدا شود تا عدد جرمی ۷ حاصل شود.
گزینه صحیح:
با توجه به تحلیل انجام شده، گزینه ج صحیح است.
نکته بسیار مهم: حتما حتما قبل از پاسخگویی نهایی، عدد اتمی هم چک شود (برای مثال، سوال زیر این نکته مهم را در خود دارد!!).
حالا اگر خوب متوجه شدید، خودتان به سوال زیر پاسخ بدهید:
تست تالیفی شیمی دهم دبیرستان
در فرایند تشکیل عناصر در ستاره ها، کدام گزینه فرایند تشکیل ایزوتوپ کربن با عدد اتمی ۶ و عدد جرمی ۱۲ را به درستی نشان می دهد؟ (از تبادل انرژی و تغییرات اندک جرم صرف نظر شود)
الف: ترکیب سه هسته هلیم
ب: ترکیب یک هسته هلیم و یک هسته هیدروژن و یک هسته لیتیوم
ج: ترکیب دو هسته هلیم و چهار هسته هیدروژن
د: فرایندهای الف و ب
تدریس خصوصی و گروهی شیمی دهم و یازدهم و دوازدهم در تهران
