核反应与化学反应的区别

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简介

核反应和化学反应是两种类型的反应，在组成部分参与这些过程的方式上存在很大差异。化学主要关注涉及电子交换和共享的反应。但即便如此，这些反应通常对元素的原子核影响很小。然而，在核反应的情况下，所涉及的元素在其原子核中的亚原子粒子发生变化。

因此，核过程与化学过程之间主要区别可以很容易地解释为参与反应的组分的行为；只有轨道电子参与化学反应，而元素的原子核参与核反应。

什么是化学反应？

它被描述或表达为反应物原子、元素或分子的重新排列以产生具有不同原子、分子或元素排列的新产物的反应。在进行中的化学反应期间释放的热量也很少，并以𝐽/𝑚𝑜𝑙或𝐾𝐽/𝑚𝑜𝑙为单位表示。在化学过程中，原子核不参与。

此外，这些反应对导致其改变的外在条件非常敏感，这些条件包括压力、温度、pH、反应速率、催化剂活性等。因此，根据情况，它们可能是可逆的或不可逆的。\

机理

涉及两个或多个分子添加以生成单个分子的化学过程称为加成反应。它将不饱和分子转化为饱和分子。

引发

在阳光的影响下，过氧化物发生均裂，导致形成自由基。当试剂𝐻𝐵𝑟与溶剂自由基结合时，会形成溴（𝐵𝑟）自由基。

增殖

为了达到稳定性，在引发阶段产生的溴（𝐵𝑟）自由基将与烯烃相互作用。自由基被烯烃的π电子吸引。产生的中间自由基的稳定性受反马氏规则控制。

终止

当两种反应物中的一种耗尽时，反应结束。

示例

• 当人类吸入氧气（𝑂）时，它会与葡萄糖结合产生二氧化碳$\mathrm{(CO_{2})}$、水$\mathrm{(H_{2}O)}$以及能量。由于二氧化碳$\mathrm{(CO_{2})}$在我们的体内不需要，因此会被呼出。

• 与人类不同，植物利用二氧化碳（𝐶𝑂2）通过光合作用产生能量和氧气。当它们吸入$\mathrm{(CO_{2})}$，并从根部吸收水分，但在光照条件下时，就会发生光合作用。

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

• 燃烧 - 当您点燃火柴或蜡烛时，您可能会看到燃烧过程。当蜡烛的燃料与空气中的氧分子反应时，会产生水$\mathrm{(H_{2}O)}$和二氧化碳$\mathrm{(CO_{2})}$以及光能。

什么是核反应？

它们被描述或表达为当一个或两个原子、元素或分子的原子核相互碰撞以产生原子、元素或分子的新原子核时发生的反应。科学家发现，持续的核反应释放出大量的能量，可以储存在反应堆中的核能中，通常被称为核能。核反应的好处是，即使是少量也能产生大量的能量。核裂变和核聚变是两种类型。核裂变是人类可以控制的反应，但能量是不可控的，而核聚变是在太阳中发生的反应，是主要的能量来源。

机理

氘和氚融合，当它们的成分结合产生一个氦原子（𝐻𝑒）和一个快速中子时。由于两个强同位素的重组，多余的质量随后转化为动能。然后应将原子核置于反应附近，以便核力得到充电并更有效地响应。

示例

• 在质量数大于200的原子核中，当一个4𝐻𝑒原子核（也称为α粒子）从母原子核中释放出来时，就会发生α衰变。

• 14𝐶的β衰变导致14𝑁的产生，当元素转化为新元素并失去其特性时。

• 在激发态的$\mathrm{thallium\:-\:234}$原子核（由$\mathrm{uranium\:-\:238}$的α衰变产生）的去激发中，可以观察到γ射线发射。

化学反应和核反应的区别

化学反应	核反应
它通常发生在原子核之外。	它发生在原子核内。
它可能是可逆的，也可能不是可逆的。	它们可以逆转。
在化学过程中，原子保持其特性和原子核。例如，氯化钠、	原子失去其特性并转化为不同的元素
钠和氯在𝑁𝑎𝐶𝑙中保持其特性。	完全。例如，在β衰变后，𝐶变为𝑁。
在化学过程中，元素的氧化态很重要。	它们不受氧化态的影响。原子的原子核被分解，因此与电子无关。
相同元素的同位素经历相同的化学过程并且不发生变化。	相同元素的不同同位素之间可以发生不同的核反应。
在化学过程中，能量变化很小。	它们涉及大量的能量转化。
化学反应的速率受温度、压力和催化剂的强烈影响。	核反应的速率仅由核子决定。
它们对所涉及的质量没有影响，因为质量守恒定律适用。	它们导致质量变化，并且不遵守质量守恒定律。
它们是生命的基础，并且始终在你周围发生。	它发生在原子核内。
由于乳酸菌的活动，牛奶变成酸奶是一个常见的化学反应示例。	核反应的一个常见例子是太阳持续的核聚变，它产生足够的能量和光来为太阳系中的多个行星提供动力。
始终形成新的键。	没有形成新的键。

结论

该主题研究了许多过程，包括核反应和化学反应。这些是在我们的日常生活中、宇宙中等等发生的反应。核反应源于核裂变和聚变，而化学反应源于原子、分子或元素的重排。核反应期间释放的巨大热量以百万电子伏特/单个原子核表示，而释放的热量以𝐽𝑜𝑙/𝑚𝑜𝑙或𝐾𝐽/𝑚𝑜𝑙表示。

常见问题解答

1. 核反应堆到底是什么？

核反应堆，通常称为原子堆，是一种用于引发和控制核链式反应或核聚变过程的装置。核反应堆用于在核电站发电以及用于核船舶推进。

2. 存在哪些类型的化学反应？

有几种类型的化学反应：燃烧反应、分解反应、中和反应、加成反应、沉淀反应和置换反应。

3. 当温度、压力和外部分子扰乱分子的稳定平衡时会发生什么？

当分子的稳定平衡被破坏时，就会发生化学反应。旧的键断裂，分子与外来分子反应，生成具有新物理和化学特性的新键。但元素在这些反应中不会失去其特性，只有分子发生改变。

4. 分解反应的定义是什么？

当化合物分解成更简单的碎片时，就会发生分解过程。当碳酸钙（CaCO₃）被加热时，它会分解成氧化钙（CaO）和二氧化碳（CO₂）。

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

5. 氧化还原反应到底是什么？

它是一种既涉及氧化又涉及还原的化学过程。在氧化还原反应中，电子在两个反应物之间转移。

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