Состав и размер ядра

Ядро, состоящее из одних протонов, неустойчиво из-за кулоновского отталкивания протонов. Нейтроны, входящие в состав ядра, стабилизируют его. Силы их ядерного притяжения между собой и к протонам препятствуют кулоновскому отталкиванию протонов.

Энергия ядер, как и атомов, квантуется, т.е. ядра обладают дискретным набором энергетических состояний.

В случае нечетного числа протонов или нейтронов в ядре неспаренный нуклон может занять лишь следующий, более высокий энергетический уровень. Обладая большей энергией, ядра с нечетными Z и N (нечетно-нечетные ядра) оказываются менее стабильными.

Существует всего четыре стабильных нечетно-нечетных ядра , для которых Z = N, а нечетно-четных стабильных ядер не существует вообще.

Нечетно-четные ядра – ядра, состоящие из нечетного(четного) числа протонов и четного(нечетного) числа нейтронов.

Наиболее стабильными являются четно-четные ядра, состоящие из четного числа протонов и нейтронов.

Особой устойчивостью среди четно-четных ядер отличаются «магические» ядра – у которых число Z протонов или N нейтронов равно одному из чисел 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Эти числа называются «магическими» Они отражают периодичность заполнения нуклонами энергетических оболочек ядра.

Максимальной устойчивостью и поэтому наибольшей распространенностью в природе обладают дважды магические ядра, у которых магическим является как число протонов так и число нейтронов. Например, .

У магических ядер энергия связи нуклона аномально велика по сравнению с его энергией связи в ядрах с соседними массовыми числами.

Предполагая, что нуклоны плотно упакованы в ядре с массовым числом А, можно оценить радиус R. Условно принимая радиус нуклона r₀, можно считать что объем ядра складывается из объема отдельных нуклонов:

πR³ = (πr₀³) A

Следовательно, радиус ядра равен:

R = r₀A^1/3.

Эксперимент показывает, что r₀ = 1.2 фм

Плотность ядерного вещества очень большая:

ρ = (порядка 10¹⁷ кг/м³)

Из ядерного вещества состоят нейтронный звезды – гигантские ядра, удерживаемые гравитационным притяжением.

ЗАРЯД ЯДРА

См.выше. «Нуклонная модель ядра» (уч.10кл.стр.211)

Протон (ядро атома водорода) обладает положитель­ным зарядом +е, равным заряду электрона и имеет массу в 1836 раз боль­ше массы электрона.

Нейтрон — электрически нейтральная частица с мас­сой примерно равной 1839 масс электрона.

Количество протонов Z в ядре нейтрального атома равно числу элек­тронов в его электронной оболочке и определяет его заряд, равный +Ze.

Зарядовое число – равно числу протонов в ядре. Обозначается Z

Зарядовое число ядра совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе элементов Менделеева.

Полный заряд ядра равен +Ze

Суммарный заряд электронов в атоме равен -Ze

В целом атом электронейтрален. Положительный заряд ядра компенсируется отрицательным зарядом электронов.

Электрический заряд атома ядра q равен произведению элементарного электрического заряда e на порядковый номер Z химического элемента в таблице Менделеева:

q = Z e

Дата добавления: 2015-11-14