有关铁元素的问题.非常深奥的问题.

来源：学生作业帮编辑：搜搜考试网作业帮分类：物理作业时间：2024/07/05 00:40:55

有关铁元素的问题.非常深奥的问题.
在元素中,铁的原子质量相当于它的核子数是最小的,在元素周期表中,比铁轻的元素聚变释放能量,比铁重的裂变放出能量,唯有铁,聚变和裂变都要吸收能量而且需要非常苛刻的条件.这也就是大质量恒星为什么当核心变成铁时便塌缩成中子星或黑洞.
为什么铁元素如此与众不同?

这其实是个核化学(高能物理)问题,相当于问：为什么铁原子核(或铁元素)如此稳定?
铁元素在自然界中存在三种同位素,其中主要是Fe-56,Fe-56原子核内有26个质子和30个中子；现从两个方面来回答你的问题：
一,铁原子核(或铁元素)很稳定的主要原因有以下两点：
1,由于Fe-56原子核内的质子数和中子数都是偶数,使得Fe-56原子核稳定性增强；
2,由于Fe-56原子核内的中子数与质子数的比值n:p=30：26=15：13（稍大于1：1）,正好处在n:p图的稳定带上,等于稳定值,所以这又使得Fe-56原子核稳定性增强.
二,然后从原子核反应的递变规律上来看,就能很好的理解为什么铁元素如此与众不同了,
在元素周期表中,比铁轻的元素聚变释放能量,比铁重的裂变放出能量,而且差不多可以这样说：
1,排在铁之前的,越轻的元素聚变释放的能量越大(质量亏损也越大),随着原子序数的增加,元素聚变释放的能量逐渐变小,正好排到铁这里时,铁元素聚变释放的能量已经变成负值了,也就是需要吸收能量了.2,排在铁之后的,越重的元素裂变释放的能量越大(质量亏损也越大),随着原子序数的递减,元素裂变释放的能量也逐渐变小,刚好排到铁这里时,元素裂变释放的能量已经变成负值了,也就是吸收能量了.3,根据上述两点可知,铁元素正好处在核反应中元素的聚变和裂变的递变规律的交叉点(分界点)位置上,这个位置有点类似于化学元素周期表的金属和非金属元素的分界线,B-Si-As-Te-At,在这个分解线上或附近的元素有很多都是半导体(导电性介于金属和非金属之间).所以唯有这个处在递变规律交叉点的铁,聚变和裂变都要吸收能量而且需要非常苛刻的条件.
三,进一步说明：
正因为Fe元素(主要指Fe-56)很稳定,所以比它轻的元素经过聚变形成Fe-56时,释放大量的能量；反过来,当Fe-56发生裂变形成比它轻的元素时自然要吸收能量了.
也正因为Fe元素(主要指Fe-56)很稳定,所以由Fe-56发生聚变形成比它重且比它不稳定的元素时,要从外界吸收大量的能量；反过来,当比Fe-56重的元素发生裂变形成稳定的Fe-56时,自然就会放出大量能量了.

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