В центре атомов находится положительно заряженное ядро, очень малое по размеру: радиус атомного ядра примерно в 10 000 – 100 000 раз меньше радиуса атома.
Радиус ядра около 10⁻⁵ ангстрема, то есть 10⁻¹³см. Поэтому правильно
показать относительные пропорции ядер и электронных оболочек на рисунке невозможно.
Если бы атом увеличился до размеров Земли, то ядро имело бы всего около 60 м в диаметре.
Нельзя утверждать, что после открытия строения атома и создания его планетарной модели, физиков не интересовало – а что же там, в атомном ядре
Однако не сразу и не все ученые приняли ядерную модель атома. А те, кто не сомневался в ядерном строении атома, не имели экспериментальной базы для изучения атомного ядра.
Все упиралось в то, что для исследования атомного ядра следовало это ядро разрушить, а техники для таких исследований еще не существовало.
Поэтому первые представления об атомном ядре базировались на
умозрительной теории. Раз ядро положительно заряженное, значит, оно
состоит из положительных элементарных частиц. Такие частицы были
известны - в 1919 году был открыт протон.
Но положительно заряженные частицы должны по законам классической физики отталкиваться друг от друга и атомное ядро должно ра
Проблему строения атомного ядра удалось решить лишь после того, как в
1932 году была открыта новая элементарная частица – нейтрон.
И практически сразу возникла протонно-нейтронная модель атомного
ядра. Одну из моделей строения ядра представили российские физики
Иваненко и Гапон.
В последствие протонно-нейтронная модель атомного ядра была
подтверждена экспериментально и является сейчас общепризнанной.
И так, основу атомного ядра составляют протоны и нейтроны.
Обе эти частицы рассматриваются как два различных состояния ядерной частицы нуклона. В заряженном состоянии нуклон является протоном, а в нейтральном состоянии – нейтроном.
1. Протон. Эта частица обозначается знаком р. Она обладает
положительным зарядом qp = e и массой в 1836 раз больше массы электрона
(mp = 1,672∙10 ⁻²⁷ кг). Протон стабильная частица, время жизни протона
оценивается τ > 10³¹ лет.
Число протонов в ядре равно количеству электронов в нейтральном атоме и совпадает с порядковым номером химического элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева.
2. Нейтрон. Эта частица обозначается буквой n. Она в отличии от протона нейтральна (qn =0) и имеет массу в 1839 раз больше массы электрона (mn = 1,675∙10 ⁻²⁷ кг). В отличие от протона нейтрон не является стабильной частицей.
В не ядра продолжительность жизни нейтрона около 15 мин.
Затем нейтрон распадается на протон и элементарную частицу пион π.
Число нейтронов в ядре N находится как разность между массовым числом всех частиц в ядре А (округленная атомная масса) и зарядом ядра Z – (количеством протонов в ядре).
N = A – Z
Массовое число – суммарное число протонов Z и нейтронов N в ядре атома:
A = Z + N.
Массовое число всегда имеет целочисленное значение. Число протонов в ядре равно атомному (порядковому) номеру элемента в Периодической системе, т. е. заряду ядра атома, число нейтронов - разности между массовым числом элементa и зарядовым числом.
N = A – Z
В ядре сосредоточена почти вся масса атома, так как масса электронов очень мала.
Масса ядра атома приблизительно в 4 •10³ раз больше всех входящих в атом электронов, но в то же время ядро почти в 10⁵ раз меньше атома (диаметр ядра приблизительно равен 1·10⁻¹² - 1·10⁻¹³ см).
Ядерное вещество атома имеет огромную плотность. Спичечный коробок, наполненный ядерным веществом или веществом подобной плотности, имел бы массу около 2,5 млрд. тонн.
Тела: льдина, ваза, труба, гвоздь, сосулька.