核反應與化學反應的區別

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簡介

核反應和化學反應是兩種型別的反應，在組成部分參與這些過程的方式上存在很大差異。化學主要關注涉及電子交換和共享的反應。但即便如此，這些反應通常對元素的原子核影響很小。然而，在核反應的情況下，所涉及的元素在其原子核中的亞原子粒子發生變化。

因此，核過程與化學過程之間主要區別可以很容易地解釋為參與反應的組分的行為；只有軌道電子參與化學反應，而元素的原子核參與核反應。

什麼是化學反應？

它被描述或表達為反應物原子、元素或分子的重新排列以產生具有不同原子、分子或元素排列的新產物的反應。在進行中的化學反應期間釋放的熱量也很少，並以𝐽/𝑚𝑜𝑙或𝐾𝐽/𝑚𝑜𝑙為單位表示。在化學過程中，原子核不參與。

此外，這些反應對導致其改變的外在條件非常敏感，這些條件包括壓力、溫度、pH、反應速率、催化劑活性等。因此，根據情況，它們可能是可逆的或不可逆的。\

機理

涉及兩個或多個分子新增以生成單個分子的化學過程稱為加成反應。它將不飽和分子轉化為飽和分子。

引發

在陽光的影響下，過氧化物發生均裂，導致形成自由基。當試劑𝐻𝐵𝑟與溶劑自由基結合時，會形成溴（𝐵𝑟）自由基。

增殖

為了達到穩定性，在引發階段產生的溴（𝐵𝑟）自由基將與烯烴相互作用。自由基被烯烴的π電子吸引。產生的中間自由基的穩定性受反馬氏規則控制。

終止

當兩種反應物中的一種耗盡時，反應結束。

示例

• 當人類吸入氧氣（𝑂）時，它會與葡萄糖結合產生二氧化碳$\mathrm{(CO_{2})}$、水$\mathrm{(H_{2}O)}$以及能量。由於二氧化碳$\mathrm{(CO_{2})}$在我們的體內不需要，因此會被撥出。

• 與人類不同，植物利用二氧化碳（𝐶𝑂2）透過光合作用產生能量和氧氣。當它們吸入$\mathrm{(CO_{2})}$，並從根部吸收水分，但在光照條件下時，就會發生光合作用。

$$\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}\:+\:O_{2}\:\rightarrow\:CO_{2}\:+\:H_{2}O\:+\:light}$$

• 燃燒 - 當您點燃火柴或蠟燭時，您可能會看到燃燒過程。當蠟燭的燃料與空氣中的氧分子反應時，會產生水$\mathrm{(H_{2}O)}$和二氧化碳$\mathrm{(CO_{2})}$以及光能。

什麼是核反應？

它們被描述或表達為當一個或兩個原子、元素或分子的原子核相互碰撞以產生原子、元素或分子的新原子核時發生的反應。科學家發現，持續的核反應釋放出大量的能量，可以儲存在反應堆中的核能中，通常被稱為核能。核反應的好處是，即使是少量也能產生大量的能量。核裂變和核聚變是兩種型別。核裂變是人類可以控制的反應，但能量是不可控的，而核聚變是在太陽中發生的反應，是主要的能量來源。

機理

氘和氚融合，當它們的成分結合產生一個氦原子（𝐻𝑒）和一個快速中子時。由於兩個強同位素的重組，多餘的質量隨後轉化為動能。然後應將原子核置於反應附近，以便核力得到充電並更有效地響應。

示例

• 在質量數大於200的原子核中，當一個4𝐻𝑒原子核（也稱為α粒子）從母原子核中釋放出來時，就會發生α衰變。

• 14𝐶的β衰變導致14𝑁的產生，當元素轉化為新元素並失去其特性時。

• 在激發態的$\mathrm{thallium\:-\:234}$原子核（由$\mathrm{uranium\:-\:238}$的α衰變產生）的去激發中，可以觀察到γ射線發射。

化學反應和核反應的區別

化學反應	核反應
它通常發生在原子核之外。	它發生在原子核內。
它可能是可逆的，也可能不是可逆的。	它們可以逆轉。
在化學過程中，原子保持其特性和原子核。例如，氯化鈉、	原子失去其特性並轉化為不同的元素
鈉和氯在𝑁𝑎𝐶𝑙中保持其特性。	完全。例如，在β衰變後，𝐶變為𝑁。
在化學過程中，元素的氧化態很重要。	它們不受氧化態的影響。原子的原子核被分解，因此與電子無關。
相同元素的同位素經歷相同的化學過程並且不發生變化。	相同元素的不同同位素之間可以發生不同的核反應。
在化學過程中，能量變化很小。	它們涉及大量的能量轉化。
化學反應的速率受溫度、壓力和催化劑的強烈影響。	核反應的速率僅由核子決定。
它們對所涉及的質量沒有影響，因為質量守恆定律適用。	它們導致質量變化，並且不遵守質量守恆定律。
它們是生命的基礎，並且始終在你周圍發生。	它發生在原子核內。
由於乳酸菌的活動，牛奶變成酸奶是一個常見的化學反應示例。	核反應的一個常見例子是太陽持續的核聚變，它產生足夠的能量和光來為太陽系中的多個行星提供動力。
始終形成新的鍵。	沒有形成新的鍵。

結論

該主題研究了許多過程，包括核反應和化學反應。這些是在我們的日常生活中、宇宙中等等發生的反應。核反應源於核裂變和聚變，而化學反應源於原子、分子或元素的重排。核反應期間釋放的巨大熱量以百萬電子伏特/單個原子核表示，而釋放的熱量以𝐽𝑜𝑙/𝑚𝑜𝑙或𝐾𝐽/𝑚𝑜𝑙表示。

常見問題解答

1. 核反應堆到底是什麼？

核反應堆，通常稱為原子堆，是一種用於引發和控制核鏈式反應或核聚變過程的裝置。核反應堆用於在核電站發電以及用於核船舶推進。

2. 存在哪些型別的化學反應？

有幾種型別的化學反應：燃燒反應、分解反應、中和反應、加成反應、沉澱反應和置換反應。

3. 當溫度、壓力和外部分子擾亂分子的穩定平衡時會發生什麼？

當分子的穩定平衡被破壞時，就會發生化學反應。舊的鍵斷裂，分子與外來分子反應，生成具有新物理和化學特性的新鍵。但元素在這些反應中不會失去其特性，只有分子發生改變。

4. 分解反應的定義是什麼？

當化合物分解成更簡單的碎片時，就會發生分解過程。當碳酸鈣（CaCO₃）被加熱時，它會分解成氧化鈣（CaO）和二氧化碳（CO₂）。

$$ \mathrm{CaCO_{3}(s)\:+\:熱量\:\rightarrow\:CaO(s)\:+\:CO_{2}(g)} $$

5. 氧化還原反應到底是什麼？

它是一種既涉及氧化又涉及還原的化學過程。在氧化還原反應中，電子在兩個反應物之間轉移。

$$ \mathrm{例如，Zn\:+\:2H^{+}\:\rightarrow\:Zn^{2+}\:+\:H_{2}} $$