Заряд свободного атома или атомов простого вещества равен нулю.Число протонов в атоме равно числу электронов

Атомная и ядерная физика

В состав атома входят заряженные частицы, однако атом – это электронейтральная частица.

Атом состоит из атомного ядра и окружающего его электронного облака. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, а окружающее его облако состоит из отрицательно заряженных электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным

Заря́довое число́ атомного ядра- количество протонов в атомном ядре(Z),равное порядковому номеру соответствующего ядру химического элемента в таблице Менделеева. Массовым числом A назвается сумма числа протонов Z и числа нейтронов N.

Рассмотрим химический элемент, порядковый номер которого равен трем. Это – литий. В атоме лития ядро образовано тремя протонами и четырьмя нейтронами. Заряд ядра равен +3, около него находятся три электрона, массовое число равно семи

Для указания порядкового номера и массового число элемента,запись элемента производится следующим образом: . Здесь 7 – массовое число, равное сумме протонов и нейтронов. Число электронов в атоме равно числу протонов (заряд ядра) и такое же, как порядковый номер элемента (3).

Ядра с одинаковым зарядовым числом, но различным массовым числом A (которое равно сумме числа протонов Z и числа нейтронов N) являются различными изотопами одного и того же химического элемента, поскольку именно заряд ядра определяет структуру электронной оболочки атома и, следовательно, его химические свойства.

У каждого химического элемента есть один или более изотопов с нестабильными ядрами, которые подвержены радиоактивному распаду, в результате чего атомы испускают частицы или электромагнитное излучение. Радиоактивность возникает, когда радиус ядра больше радиуса действия сильных взаимодействий (расстояний порядка 1 фм^[32]).

Существуют три основные формы радиоактивного распада:^[33][34]

Альфа-распад происходит, когда ядро испускает альфа-частицу — ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов. В результате испускания этой частицы возникает элемент с меньшим на два атомным номером.

Правило смещения для α-распада:

.

Пример:

.

Бета-распад происходит из-за слабых взаимодействий, и в результате в первом случае происходит испускание электрона и антинейтрино, во втором — испускание позитрона пп и нейтрино. Электрон и позитрон называют бета-частицами. Бета-распад увеличивает или уменьшает атомный номер на единицу.

Правило смещениядля β ⁻ -распада:

Пример:

• Гамма-излучение происходит из-за перехода ядра в состояние с более низкой энергией с испусканием электромагнитного излучения. Гамма-излучение может происходить вслед за испусканием альфа- или бета-частицы после радиоактивного распада.

Я́дерная реа́кция — процесс превращения атомных ядер, происходящий при их взаимодействии с элементарными частицами, гамма-квантами и друг с другом, обычно приводящий к выделению колоссального количества энергии. Ядерные реакции записываются в виде специальных формул, в которых встречаются обозначения атомных ядер и элементарных частиц.

Способ написания формул ядерных реакций аналогичен записи формул реакций химических, то есть, слева записывается сумма исходных частиц, справа — сумма получившихся частиц (продуктов реакции), а между ними ставится стрелка.

Так, реакция радиационного захвата нейтрона ядром кадмия-113 записывается так:

Первое принудительное ядерное превращение азота в кислород, которое провёл Резерфорд, обстреливая азот альфа-частицами, записывается в виде формулы

, где — ядро атома водорода, протон.

Дата добавления: 2014-01-04