Alfapartikkel

[SPalle]

Hvorfor heter det "alfapartikkel" når den består av protoner og nøytroner, som igjen er partikler? Burde ikke alfapartikkelen heller blitt kalt "alfaatom"?

[Hårek]

SPalle skrev (10 minutter siden):

Burde ikke alfapartikkelen heller blitt kalt "alfaatom"?

Nei, et atom består av en kjerne og elektroner. Dette er bare kjernen.

[SPalle]

Hårek skrev (3 minutter siden):

Nei, et atom består av en kjerne og elektroner. Dette er bare kjernen.

Hva med H+ ionet? Ifølge snl er ioner atomer med elektrisk ladning, men H+ ionet er bare et proton. Et proton som er helt alene er altså et atom. Hvordan henger dette sammen?

[Hårek]

SPalle skrev (5 minutter siden):

Et proton som er helt alene er altså et atom.

Kan du finne et sitat som støtter den tolkningen?

[SPalle]

Hårek skrev (Akkurat nå):

Kan du finne et sitat som støtter den tolkningen?

Hydrogenionet er den positivt ladede kjernen i et hydrogenatom, altså et proton

https://snl.no/hydrogenionet

 

[Hårek]

Ja, men du påstår noe annet.
Et proton som er alene er ikke et atom. 

[SPalle]

Hårek skrev (Akkurat nå):

Ja, men du påstår noe annet.
Et proton som er alene er ikke et atom. 

Men et proton er et H+ ion, og ioner er atomer. 

[Hårek]

SPalle skrev (Akkurat nå):

og ioner er atomer

Nei. Loop tilbake og les på nytt.

[SPalle]

Hårek skrev (Akkurat nå):

Nei. Loop tilbake og les på nytt.

Hva mener du?

[Hårek]

Atom er en kjerne og elektron. Når elektronet fjernes er det ikke lenger et atom, kjernen blir et ion.
Altså er det feil å si at ioner er atomer.

[Simen1]

En atomkjerne med elektron/elektroner er et atom. Dersom antall protoner og elektroner i atomet er ulikt så er atomet et ion. I den spesielle casen at antallet både er ulikt, og totalt antall elektroner er 0 så er det både et ion og en "naken" atomkjerne. I den spesielle casen at det nakne atomet består av 2 protoner og 2 nøytroner, så kalles det alfapartikkel. Akkurat denne spesielle nakne atomkjernen har fått et eget navn fordi den er en svært vanlig del av kjernefysiske reaksjoner. I slike reaksjoner har den så og si alltid så høy hastighet at den opptrer som både partikkel og stråling. Den er altså ikke sammenlignbar med vanlige ioner som man finner i alt fra vannløsninger til kjemiske forbrenningsreaksjoner, syrer, baser, salter, metallbindinger, ionebindinger og den spesielle casen av ionebindinger som heter hydrogenbinding. Alfapartikler er i praksis nakne atomkjerner med 2p+2n og relativistisk hastighet, der hastigheten i seg selv har et visst skadepotensiale som kan sammenlignes med blant annet betastråling og gammastråling. Stråleegenskapene er ikke like, men kan sammenlignes. Og de har til felles at de opptrer i kjernefysiske reaksjoner.

Protoner og nøytroner består hver av 3 kvarker, eller elementærpartikler som de også kalles.

[SPalle]

Har alltid trodd at ladde atomer (ioner) fortsatt var atomer, som f. eks. Cl-

Men, siden alfapartikkelen består av 4 partikler, kunne den også fått navnet "alfaion"?

[Simen1]

Tja, alfapartikkelen består jo egentlig av 12 elementærpartikler i form av 6 opp-kvarker og 6 ned-kvarker.

Nøytrale Cl har 17 protoner og 17 elektroner. Ionet Cl- har 17 protoner og 18 elektroner. Så det er fortsatt et atom selv om det har fått et ekstra elektron og dermed blitt ladd (ion). Cl- er altså både et atom og et ion.

Alfapartikkelen har aldri noen elektroner. Hvis det får elektroner så beveger den seg så sakte at den ikke lenger fungerer som partikkelstråling. Da oppfører det seg ganske annerledes, som en gass.

En naken heliumkjerne, altså helt uten elektroner, gir ingen mening fordi det opptrer ikke sånn i reaksjoner, naturen eller rommet, som om det var en helt ionisert gass. De opptrer bare i relativistisk hastighet og da heter det alfapartikkel. Hvis dette mister sin hastighet så plukker det opp elektroner og blir hetende heliumgass (ionisert eller nøytral).

Hastighet og ionisering henger altså sammen og kombinasjonen lav hastighet og total ionisering opptrer ikke i virkeligheten. Det er enten det ene (alfapartikkel) eller det andre (nøytral eller ionisert gass med ett elektron for lite).

[SPalle]

Simen1 skrev (2 minutter siden):

Tja, alfapartikkelen består jo egentlig av 12 elementærpartikler i form av 6 opp-kvarker og 6 ned-kvarker.

Nøytrale Cl har 17 protoner og 17 elektroner. Ionet Cl- har 17 protoner og 18 elektroner. Så det er fortsatt et atom selv om det har fått et ekstra elektron og dermed blitt ladd (ion). Cl- er altså både et atom og et ion.

Alfapartikkelen har aldri noen elektroner. Hvis det får elektroner så beveger den seg så sakte at den ikke lenger fungerer som partikkelstråling. Da oppfører det seg ganske annerledes, som en gass.

En naken heliumkjerne, altså helt uten elektroner, gir ingen mening fordi det opptrer ikke sånn i reaksjoner, naturen eller rommet, som om det var en helt ionisert gass. De opptrer bare i relativistisk hastighet og da heter det alfapartikkel. Hvis dette mister sin hastighet så plukker det opp elektroner og blir hetende heliumgass (ionisert eller nøytral).

Hastighet og ionisering henger altså sammen og kombinasjonen lav hastighet og total ionisering opptrer ikke i virkeligheten. Det er enten det ene (alfapartikkel) eller det andre (nøytral eller ionisert gass med ett elektron for lite).

Skjønner. To spørsmål:

Når jeg tidligere skrev "ioner er atomer", hadde jeg rett?

Alfapartikkelen oppfører seg annerledes enn ion, og derfor blir den sett på som en egen partikkel?

[Simen1]

SPalle skrev (17 minutter siden):

Når jeg tidligere skrev "ioner er atomer", hadde jeg rett?

Nesten alltid ja. Det er bare et par unntak: H+. Det er et ion men ikke et atom. Og He++. Det er en alfapartikkel men kalles ikke et ion, fordi det ikke opptrer som andre ioner. Det oppfører seg alltid som en kjernefysisk partikkel i kjernefysiske reaksjoner. Hydrogenionet H+ kan oppføre seg både som ion (vanlige kjemiske reaksjoner) og som partikkel i kjernefysiske reaksjoner, altså relativistiske hastigheter.

Det med hastighet har en relevans i forhold til masse pga Einsteins berømte E=mc^2. I vanlige kjemiske reaksjoner så er hastighetene så lave at stoffer opptrer som faste, flytende, gass eller plasma (lett ioniserte). Temperatur og hastighet henger sammen. Når hastigheten kommer opp i relativistisk størrelse, altså millioner av grader, så klarer ikke kjernene å holde på noen elektroner. Kall det "ultraplasma" eller noe sånt, fordi temperaturen er for høy til at selv de elektronene med høyest bindingsenergi slynges bort fra atomkjernen. Så høye temperaturer opptrer aldri i vanlige kjemiske reaksjoner. Kun i kjernefysiske reaksjoner.

For ordens skyld, jeg skiller på kjemiske og kjernefysiske reaksjoner. Førstnevnte er sånne vanlige greier som syre, base, faste stoffer, flytende, gasser og til en viss grad plasma, forbrenningsreaksjoner som krutt, bensin og andre "lavtemperatur" reaksjoner. Kjernefysiske reaksjoner er noe helt annet. Det handler om atomkjerner som spaltes eller smelter sammen, type atombombe, solas indre, eksotiske stjerner, radioaktiv spalting osv. I undervisning så skiller man så mye på disse "sjangerne" av reaksjoner at man ikke prater om de i samme fag en gang. Kjemi og fysikk er to ulike fag. Det er egentlig ikke noen stor gråsone å snakke om heller, for det er ganske godt separerte tema.

Sitat

Alfapartikkelen oppfører seg annerledes enn ion, og derfor blir den sett på som en egen partikkel?

Ja, alfapartikkelen faller inn under faget fysikk. Ioner faller inn under faget kjemi.

Endret 21. mai 2023 av Simen1

[SPalle]

Nå gir det mer mening. Takk for gode svar

[Flin]

Det er kanskje ikke nødvendig, men jeg kan legge til et par ting.

1. Ting har ofte flere navn og hvilket navn som brukes kan variere fra fagfelt til fagfelt.
2. Et proton er både et atom og ikke et atom, det kommer ann på hvordan man definere atomer.
3. Alpha partikler oppdaget man viste hva de besto av, navnet har blitt hengene igjen.
4. Akkurat hva som defineres som en alpha partikkel vil variere, men de aller fleste er enige om at det
   i det minste er en helium kjerne.
5. Molekyler, som består av flere atomer, kan være ioner.

Som oftest er det ikke lurt å henge seg for mye opp i navn, ved mindre man holder seg innen for
et bestemt fagfelt.