Состав и характеристики ядра

Людей всегда интересовал вопрос из чего состоит материя. Еще до новой эры считалось, что вещества состоят из неделимых частиц – атомов. Открытие электрона и опыты Резерфорда по рассеянию -частиц указали на сложное строение атома. Отдельные -частицы отклонились на угол , что свидетельствовало о том, что в атоме существует сконцентрированный положительный заряд. Резерфорд предложил планетарную модель атома. В центре атома сосредоточена основная его масса и весь положительный заряд. Эта область атома получила название ядра.

Размеры атома м, а размеры ядра м масса ядра составляет массы атома. В нейтральном атоме электронов. Заряд ядра положительный и кратен элементарному заряду Кл. Заряд ядра можно представить как , где - зарядовое число, оно совпадает с химическим номером таблицы Менделеева и равно числу протонов, входящих в ядро.

Второй важнейшей характеристикой ядра является его масса. Масса ядра оказалась больше суммы масс протонов, входящих в ядро. Было сделано предположение, что в состав ядра входят нейтральные частицы. В 1932 году Чедвиг открыл нейтроны. Иваненко и Гейзенберг предложили протонно-нейтронную теорию ядра. Ядро расщепляется на протоны и нейтроны. Они называются нуклонами. Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом . Общее число нейтронов равно . Масса покоя протона равна кг, масса нейтрона равна кг.

Ядро химического элемента обозначают тем же символом, что и нейтральный атом , где - атомный номер (заряд ядра), - массовое число (число нуклонов в ядре). Ядра с одинаковым зарядовым числом, но с разным массовым, называются изотопами (изотопы различаются числом нейтронов). Ядра с одинаковым массовым числом, но с разным зарядовым, называются изобарами.

Водород имеет три изотопа: - протий, - дейтерий, - тритий.

Пример изобар: , , .

Изотопы обладают одинаковыми химическими свойствами, определяемые структурой электронных оболочек, которые одинаковы для всех изотопов.

Радиус ядра задается эмпирической формулой: , где м. Из формулы следует, что объем ядра пропорционален числу нуклонов в ядре ( ), поэтому плотность ядра одинакова для всех веществ.