Ядро атома

Відео: Будова атома і атомного ядра

ядро - центральна частина атома. В ядрі зосереджені позитивний електричний заряд і основна частина маси атома.
У порівнянні з розмірами атома, який визначається радіусом електронних орбіт, розміри ядра Надзвичайний малі 10 -15 -10 -14 м, тобто приблизно в 10 мільйонів разів менше розміру самого атома.
Ядра всіх атомів складаються з протонів і нейтронів, близьких за масою та іншими властивостями частинок, з яких лише протони несуть електричний заряд. Повне число протонів називається атомним номером Z атома і збігається з числом електронів в нейтральному атомі. Протони і нейтрони, їх ще називають нуклонами, утримуються разом дуже великими силами. За своєю природою ці сили не можуть бути ні електричними, ні гравітаційними, а по величині вони на багато порядків перевищують сили, які пов`язують електрони з ядром. Ця взаємодія отримало назву сильної взаємодії.
Ядро найпростішого атома - атома водню - один протоном.
Маса ядра дещо менше сумарну масу протонів і нейтронів, його складових, що обумовлено тяжінням між нуклонами. Тяжіння зменшує загальну енергію ядра, яка пов`язана з масою формулою Ейнштейна. Зменшення маси ядра в порівнянні з масою його складових називається дефектом маси.


Кількість протонів у складі ядра визначає хімічний елемент. При постійному числі протонів ядро певного хімічного елемента може мати різну кількість нейтронів. Ядра з різною кількістю нейтронів, але однаковою кількістю протонів називаються ізотопами хімічного елемента. Наприклад, ядро водню має три ізотопи: без всякого нейтрона - Однак, з одним нейтроном - дейтерій і з двома нейтронами - тритій. Для більшості елементів періодичної таблиці число нейтронів трохи перевищує число протонів.
Серед ізотопів розрізняють стабільні і нестабільні. Нестабільні ізотопи перетворюються в ядра інших елементів в результаті одного з типів радіоактивного розпаду. Деякі важкі хімічні елементи не мають стабільних ізотопів.
Один елемент можна перетворити в інший за допомогою ядерної реакції. Ядерні реакції, відмінні від реакцій радіоактивного розпаду, що відбуваються при зіткненні дуже швидких ядер. Енергії зіткнення повинно вистачити на подолання кулонівського бар`єру, тобто сил кулонівського відштовхування між позитивно зарядженими ядрами. Виняток становлять реакції, в яких одним з реагентів є незарядженим частка - нейтрон.


Ядро характеризується зарядовим числом Z, числом нейтронів N, і їх сумою масовим числом A. Протони і нейтрони, що входять до складу ядра, відносяться до ферміонів, тобто мають напівцілим спіном. Спін ядра є сумою спинив нуклонів, однак ця сума не є алгебраїчною, враховуючи особливі правила складання спинив і орбітальних моментів в квантовій механіці. Відповідно, ядра мають магнітні моменти, пов`язані зі спіном ядерним гіромагнітне відношення, в якому магнетон Бора замінюється на ядерний магнетон.
Ядра більшості хімічних елементів, що зустрічаються в природі виникли в результаті ядерних реакцій в зірках. При великому вибуху виникли протони й електрони. Інші елементи є продуктами нуклеосинтеза, який проходив всередині в зірках. Освічені хімічні елементи викидаються зірками в міжзоряний простір при виникненні нових і наднових. Згодом виплюнути зірками речовина знову збирається разом, утворюючи нові зірки і планети.
Поняття про ядро атома ввів в 1911 році Ернест Резерфорд, провівши експерименти з розсіювання альфа-частинок на металевої фольги і запропонувавши планетарну модель атома.
Ядра атомів і їх перетворення вивчає ядерна фізика.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!