Нуклонная модель ядра

  Автор:
  2979

В 1932 г. Д. Д. Иваненко и В. Гейзенберг предложили протонно-нейтронную (нуклонную) модель ядра.

 

модель атомного ядра

 

Установлено, что ядра всех атомов состоят из протонов и нейтронов. Их называют нуклонами. Протон – это ядро атома водорода. Положительный заряд протона равен модулю заряда электрона.

Нейтрон – нейтральная частица. Массы протона и нейтрона приблизительно одинаковы и равны 1 атомной единице массы.

Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом и обозначается буквой А. число протонов в ядре называется зарядовым числом и обозначается буквой Z. Зарядовое число Z равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

Ядро любого химического элемента в общем виде обозначается так: обозначение атомного ядра,

где X – символ химического элемента,

N – число нейтронов в ядре,

А – массовое число, равное сумме числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре.

А=Z+N

Химические элементы, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов, называются изотопами. Таковыми, например, являются изотопы углерода:

 

изотопы углерода

 

Чем же объясняется устойчивость ядра, если внутри его действуют колоссальные силы кулоновского отталкивания между протонами?

 

Анализ  вопроса указывает на существование в ядре особых ядерных сил обладающих следующими свойствами:

  1.      Являются только силами притяжения.
  2.      Много больше кулоновских сил.
  3.      Обладают свойствами зарядовой независимости.
  4.      Короткодействующие: действуют на расстоянии до 2 *10^-15 м.
  5.      Не являются центральными.

 

силы действующие в ядре

 

Для расщепления ядра на отдельные нуклоны требуется совершить работу по преодолению ядерных сил. Энергию, необходимую для полного разделения ядра на отдельные протоны и нейтроны, называют энергией связи ядра.

 

Мерой энергии связи атомного ядра является дефект масс (разность между суммарной массой всех нуклонов ядра в свободном состоянии и массой ядра):

 

дефект масс

 

Дефекту масс соответствует энергия связи:

 

энергия связи атомного ядра

 

Для характеристики устойчивости ядра рассматривают удельную энергию связи (энергию связи, приходящуюся на один нуклон):

 

удельная энергия связи

 

  1. Ядра элементов средней части периодической системы Менделеева с массовым числом   имеют максимальную удельную энергию связи.
  2. Для ядер с массовым числом  удельная энергия плавно убывает.
  3. Для ядер с массовым числом A<40 удельная энергия убывает очень быстро.
  4. Максимальной энергией связи обладают ядра, у которых число протонов и нейтронов четное, а минимальной – ядра, у которых число протонов и нейтронов нечетное.
  5. Легкие ядра обладают тенденцией к слиянию, а тяжелые к разделению.

 

График зависимости удельной энергии связи:

 

график зависимости удельной энергии связи

Назад

Интересная статья? Поделитесь ею пожалуйста с другими: