Властивості ядра

Число, яке є найближчим до атомної маси (таблиця Менделєєва) в атомних одиницях маси називається масовим числом (А). Пишеться у верхньому індексі.

Зарядне число визначає заряд ядра в одиницях заряду електрона, тобто показує кількість протонів в ядрі (та кількість електронів в атомі). Пишеться у нижньому індексі:

.

Протони і нейтрони називають ще нуклонами.

Масове число – число нуклонів у ядрі:

(кількість нейтронів).

Протонно-нейтронна теорія будови ядра добре узгоджується з дослідними даними.

Як було показано, маси протона і нейтрона дуже мало відрізняються від атомної одиниці маси. Тому відповідно до системи елементів Д. І. Менделєєва, за протонно-нейтронною теорією, порядковий номер елемента Z визначає число протонів в ядрі атома, а масове число А – сумарну кількість протонів і нейтронів ядра; (А – Z) – число нейтронів у ядрі. Як складові частинки ядра протони і нейтрони виявляють у численних ядерних реакціях поділу і синтезу.

Звичайно, в самовільних і штучних поділах ядер спостерігаються також потоки електронів, позитронів, мезонів, нейтрино і антинейтрино. Маса β -частинки (електрона або позитрона) в 1836 разів менша від маси нуклона. Мезони – позитивні, негативні і нульові частинки за величиною маси займають проміжне місце між β -частинками і нуклонами; час життя їх дуже малий (мільйонні і менші долі секунди). Нейтрино і антинейтрино – елементарні частинки, масу спокою їх беруть такою, що дорівнює нулю. Проте електрони, позитрони і мезони не можуть бути складовими частинками ядра. Ці легкі частинки не можуть бути локалізованими в такому малому об'ємі, яким є ядро з радіусом м. Для доведення цього обчислимо енергію електричної взаємодії, наприклад, електрона з позитроном чи протоном в ядрі:

.

і порівняємо її з власною енергією електрона:

.

Оскільки енергія зовнішньої взаємодії перевищує власну енергію електрона, то він не може існувати і зберігати свою індивідуальність, в умовах ядра він буде зруйнований. Зовсім інше становище у нуклонів, їхня власна енергія понад 900 МеВ, тому в ядрі вони можуть існувати і зберігати свою індивідуальність.

Різними методами встановлено, що радіус ядра з достатньою точністю можна визначати за формулою:

,

де А – число нуклонів у ядрі.

Визначивши об'єм ядра, маємо:

.

Об'єм ядра прямопропорційний числу нуклонів. Інакше кажучи, в усіх ядрах на один нуклон припадає однаковий об'єм; цим самим ядра уподібнюються до нестисливої рідини. Густина ядерної речовини:

.

Значна густина ядерної речовини є також ознакою величезних сил взаємодій між нуклонами.

Легкі частинки випромінюються з ядер у процесі переходів їх з одного стану в інший.

Існують ядра, які мають однакове зарядове число, але різне масове число. Такі елементи повинні знаходитись в одній клітинці періодичної системи.

Елементи, які мають однакове зарядне число і різне масове число, називаються ізотопами:

– дейтерій, – тритій.

Дата добавления: 2017-02-01