Протонно-нейтронна модель ядра
Досліди Резерфорда довели, що атом складається з маленького позитивно зарядженого ядра і що обертаються навколо нього електронів. Виявилося, що в порівнянні з розміром самого атома ядро вкрай мало. Ядро менше атома в 100 000 разів.
Якщо атомне ядро збільшити до розмірів горошини, тоді діаметр атома буде дорівнює висоті Останкінської вежі.
Подальші дослідження показали, що заряд атомного ядра дорівнює добутку порядкового номера Z елементу в періодичній таблиці Д.І. Менделєєва на елементарний заряд. Тобто атомний номер Z визначає число електронів в атомі, число протонів в ядрі.
Якби ядро складалося з одних протонів, то маса ядра будь-якого хімічного елемента дорівнювала б масі Z протонів. Але насправді маса ядер всіх елементів набагато більше. Тому в 1920 р Резерфорд висловив припущення про існування електрично нейтральної частинки. Пізніше ця частка була виявлена експериментально. Її назвали нейтроном.
У 1932 р запропонували протонно-нейтронну модель атомного ядра. Протони і нейтрони називаються нуклонами.
Загальна кількість нуклонів (протони + нейтрони) називається масовим числом А. В даний час для атомів хімічних елементів прийняті наступні позначення:
стійкість ядра
Чому ядро стійко? Між протонами всередині ядра діють кулонівських сили відштовхування величезної величини, близько 230 Н. Але ядро не розвалюється! Причина стійкості - наявність сил іншої природи, їх називають сильними взаємодіями.
Ці сили в 100 разів перевершують кулонівських сили відштовхування. Виявляються лише на відстанях порядку 10 -15 м. Є тільки силами тяжіння.
маса ядра
Маси всіх ядер (крім водню) менше, ніж маси утворюють їх протонів і нейтронів у вільному стані. Різниця мас називають дефектом мас.
енергія зв'язку
Відповідно до рівняння Ейнштейна
Питома енергія зв'язку ядра - енергія зв'язку, яка припадає на один нуклон.