Строение и важнейшие свойства атомных ядер

Основные свойства и строение ядра

• 1. Ядром называется центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и его положительный электрический заряд. Все атомные ядра состоят из элементарных частиц: протонов и нейтронов, которые считаются двумя зарядовыми состояниями одной частицы — нуклона. Протон имеет положительный электрический заряд, равный по абсолютной величине заряду электрона. Нейтрон не имеет электрического заряда.
• 2. Зарядом ядра называется величина Ze, где е — величина заряда протона, Z — порядковый номер химического элемента в периодической системе Менделеева, равный числу протонов в ядре. В настоящее время известны ядра с Z от Z=1 до Z=107. Для всех ядер, кроме и некоторых других нейтронодефицитных ядер NіZ, где N — число нейтронов в ядре. Для легких ядер N/Z"1; для ядер химических элементов, расположенных в конце периодической системы, N/Z"1,6.
• 3. Число нуклонов в ядре

A=N+Z.

называется массовым числом. Нуклонам (протону и нейтрону) приписывается массовое число, равное единице, электрону — нулевое значение А.

Ядра с одинаковыми Z, но различными, А называются изотопами. Ядра, которые при одинаковом, А имеют различные Z, называются изобарами. Ядро химического элемента X обозначается, где Х — символ химического элемента.

Всего известно около 300 устойчивых изотопов химических элементов и более 2000 естественных и искусственно полученных радиоактивных изотопов.

4. Размер ядра характеризуется радиусом ядра, имеющим условный смысл ввиду размытости границы ядра. Эмпирическая формула для радиуса ядра.

м, может быть истолкована как пропорциональность объема ядра числу нуклонов в нем.

Плотность ядерного вещества составляет по порядку величины 1017 кг/м3 и постоянна для всех ядер. Она значительно превосходит плотности самых плотных обычных веществ.

5. Ядерные частицы имеют собственные магнитные моменты, которыми определяется магнитный момент ядра Рmяд в целом. Единицей измерения магнитных моментов ядер служит ядерный магнетон mяд:

(в СИ).

(в СГС).

Здесь е — абсолютная величина заряда электрона, mp — масса протона, с — электродинамическая постоянная. Ядерный магнетон в раз меньше магнетона Бора, откуда следует, что магнитные свойства атомов определяются магнитными свойствами его электронов.

6. Распределение электрического заряда протонов по ядру в общем случае несимметрично. Мерой отклонения этого распределения от сферически симметричного является квадрупольный электрический момент ядра Q. Если плотность заряда считается везде одинаковой, то Q определяется только формой ядра.