Modernes Verständnis des Atoms,Dies wird durch die Arbeiten einer größeren Anzahl von theoretischen und natürlichen Wissenschaftlern des 20. Jahrhunderts bestätigt und ermöglicht es uns mit hoher Wahrscheinlichkeit, seine Struktur und das Vorhandensein verschiedener Elementarteilchen in seiner Zusammensetzung zu beurteilen. Der Atomkern ist der zentrale massive Teil des Atoms. Es besteht aus Protonen und Neutronen, die zusammen als Nukleonen bezeichnet werden. Der größte Teil des Atoms (99,95%) ist in seinem Kern konzentriert. Seine Größe ist vernachlässigbar und die elektrische Ladung ist positiv und ein Vielfaches der absoluten Ladung eines Elektrons.
Anhand der Anzahl der Elektronen oder der Ladung eines Atomkerns kann man die individuellen Eigenschaften eines Elements beurteilen. Diese Nummer entspricht der Seriennummer im Periodensystem.
Die Entdeckung des Atomkerns ist das Verdienst von E. Rutherford, seine Experimente im Jahr 1911 mit der Streuung von a-Teilchen beim Durchgang durch Materie ermöglichten es, die Struktur des Atoms mit hoher Wahrscheinlichkeit zu beschreiben.
Der Atomkern von Wasserstoff wurde als Basis genommen, undDas Elementarteilchen, das die Grundlage für die Kerne anderer chemischer Elemente bildet, trägt seit 1920 den Namen Proton. Die protonenelektronische Struktur des Atoms hatte jedoch eine Reihe von Nachteilen und erklärte nicht viele physikalische Phänomene.
Zur Beschreibung der Zusammensetzung des Kerns gehört die Wissenschaft des ElementarenTeilchen kamen nach der Entdeckung des Neutrons nahe. 1932 nahmen J. Chadwick, W. Heisenberg und D. D. Ivanenko an, dass sich im Kern ein Teilchen mit einer neutralen Ladung befindet. Und das Baumaterial, aus dem der Atomkern besteht, sind Protonen und Neutronen. Die Anzahl der Nukleonen bestimmt die Massenzahl eines Elements.
Substanzen mit der gleichen Anzahl von Protonenim Kern (Kernladung) nennt man Isotope. Isotone sind Substanzen mit der gleichen Anzahl von Neutronen. Substanzen mit der gleichen Anzahl von Nukleonen sind Isobaren.
Die Physik des Atomkerns setzt die Anwesenheit von mehr vorauskleine zusammengesetzte "Bausteine" für Neutronen und Protonen. Quarks, Gluonen und mesonische Felder bilden ein komplexes System - den Atomkern. Die weitere Beschreibung der komplexen Wechselbeziehungen von Elementarteilchen erfolgt durch die Quantenchromodynamik.
Fragen nach dem Problem der Kernstabilität, der ZusammensetzungWissenschaftler, die sowohl Teilchen ohne elektrische Ladung (Neutronen) als auch positiv geladene Protonen umfassen, sind zu dem Schluss gekommen, dass im Kern speziell wirkende Kernkräfte vorhanden sind, die sich sowohl von elektromagnetischen als auch von Gravitationskräften unterscheiden.
Der Einfluss dieser Kräfte ist durch die Entfernung streng begrenzt, sie sind kurzreichweitig und auf einen kleinen Wirkradius begrenzt.
Die Nuklearstreitkräfte zeigen eine ganze Menge vonUnabhängigkeit. Absolut unterschiedliche Partikel werden gleichermaßen angezogen. Dieses Phänomen zeigt sich deutlich beim Vergleich der Bindungsenergien von Spiegelkernen. Dieser Name wurde Kernen mit der gleichen Anzahl von Nukleonen gegeben, aber die Anzahl von Protonen in einem entspricht der Anzahl von Neutronen in dem anderen und umgekehrt. Ein Beispiel wären die Kerne von Helium und Tritium (schwerer Wasserstoff).
Dabei treten auch ungewöhnliche Phänomene aufBildung von Kernen. Wenn wir die Masse des Kerns und getrennt die Massen der Elemente berechnen, aus denen er besteht, ist die Masse des Kerns geringer. Ein ähnlicher Effekt erklärt sich durch die Freisetzung von Energie im Prozess der Kernsynthese, die als Bindungsenergie von Atomkernen bezeichnet wird. Numerisch kann es bestimmt werden, indem der Arbeitsaufwand berechnet wird, der erforderlich ist, um den Kern in seine Bestandteile (Nukleonen) aufzuteilen, ohne ihnen eine bestimmte kinetische Energie zu geben.
In dieser Hinsicht ist das Konzept der spezifischenBindungsenergien des Kerns. Sie wird in numerischen Äquivalenten pro Nukleon berechnet, die im Durchschnitt 8 MeV / Nukleon betragen. Mit zunehmender Anzahl von Nukleonen im Kern nimmt die Bindungsenergie ab.
Das Verhältnis der Anzahl der Protonen und Neutronen wird als Kriterium für die Stabilität der Atomkerne verwendet.
