ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные характеристики атомных ядер из "Новые элементы в периодической системе Д И Менделеева Издание 2" Как известно, атомные ядра построены из частиц двух сортов — протонов и нейтронов. Протоны — это ядра атомов простейшего из элементов — водорода, обладающие единичным положительным зарядом и атомным весом 1,007595. Нейтроны —электронейтральные частицы с атомным весом 1,008985. [c.25] Поскольку существуют разнообразные процессы, приводящие к превращению нейтрона в протон или протона в нейтрон, в последнее время принято рассматривать протоны и нейтроны как два различных состояния одной элементарной ядерной частицы — нуклона. [c.25] Заряд ядра, или порядковый номер элемента в периодической системе,Z, равняется числу протонов в ядре. Второй важной характеристикой ядра служит так называемое массовое число А, равное числу нуклонов (нейтронов и протонов) в ядре. Очевидно, что число нейтронов в ядре N = A—Z. [c.25] Изотопы различных элементов, атомные ядра которых содержат равное число нуклонов, т. е. обладают равными массовыми числами А, но различными значениями Z к Ы, называются изобарами. [c.26] Для обозначения ядер разных изотопов и элементов принят способ написания, включающий обе основные характеристики— атомные номера и массовые числа. Около химического символа элемента вверху справа пищется индекс, обозначающий массовое число, а внизу слева (или справа)— индекс, обозначающий атомный номер. Иногда внизу справа пишут ещё индекс, обозначающий число нейтронов. [c.26] Нуклоны удерживаются в ядре особыми силами, природа которых ещё недостаточно исследована. Основным отличительным свойством ядерных сил является очень малый радиус их действия, порядка 10 см. За пределами этого малого радиуса действия ядерные силы не проявляются, но в области, где эти силы действуют, они очень велики — в сотни тысяч и в миллионы раз превосходят силы, действующие между атомами в химических соединениях, и в тысячи и десятки тысяч раз превосходят силы, действующие между атомными ядрами и электронами, расположенными на ближайших к ядру оболочках. Ядерные силы с избытком компенсируют электростатическое отталкивание между протонами, входящими в состав атомных ядер. [c.26] Представление о величине ядерных сил можно составить, если рассмотреть подробнее вопрос о массах атомных ядер. [c.26] Величина положительного заряда, массовое число и энергия связи отнюдь не исчерпывают всех характеристик атомного ядра. [c.27] Протоны и нейтроны, подобно электронам, обладают моментом количества движения, связанным с вращением вокруг собственной оси, — так называемым спином, причём спин протона и нейтрона, как и спин электрона, равен 5 = 1/2. Поскольку ядра составлены из протонов и нейтронов, они также обладают определённым спином, причём спин у ядер с чётным числом нуклонов А является целым (О, 1 и т. д.), а спин у ядер с нечётным А — полуцелым /з, /.2 и т. д.). При этом абсолютное значение суммарного спина — целого или полуцелого — зависит от взаимной ориентации спинов отдельных нуклонов, входящих в состав ядра. [c.28] Будучи составлены из протонов и нейтронов, ядра также обладают определёнными магнитными моментами. Величины этих моментов зависят не только от собственных (спиновых) моментов свободных нуклонов, но и от орбитальных магнитных моментов, связанных с круговыми токами, возникающими вследствие движения протонов внутри ядра (нейтроны, будучи электронейтральными, не создают орбитальных магнитных моментов). [c.29] Кроме механических моментов ядер (ядерных спинов) и магнитных моментов, характеристикой ядерных свойств служат и электрические моменты ядер. Как известно, простейшей системой, которая может быть образована электрическими зарядами, является так называемый диполь, состоящий из двух зарядов разного знака (- - и —, -)- и 0), расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Свойства диполя определяются величиной дипольного момента, равного произведению заряда е на расстояние между зарядами г. В ядрах существуют частицы с положительным (протоны) и нейтральным (нейтроны) зарядами, поэтому ядра могли бы обладать дипольными моментами. Однако, как показали опыты, дипольные моменты ядер в нормальных, невозбуждённых состояниях равняются нулю. Это означает, что расстояние между центрами тяжести всех ядерных протонов и всех ядерных нейтронов равняется нулю, т. е. что протоны и нейтроны равномерно перемешаны во всех частях ядра. [c.29] Знаков сферически симметрично, Т. е. плотность Электрического заряда на заданном расстоянии от центра системы одинакова во всех направлениях. Для многих ядер квадрупольные моменты достигают значительных величин подчас величина гй оказывается близкой к площади геометрического сечения ядра, равного (для сферы) площади круга Величина квадрупольного момента, как и магнитный момент, зависит от характера движения нуклонов в ядре. [c.30] к числу характеристик атомных ядер относятся заряд ядра Е, массовое число А, средняя энергия связи нуклона в ядре г, радиус ядра R, спин 5, магнитный момент 1 и квадрупольный момент ядра Q. Все эти характеристики были в той или иной мере использованы для построения различных теорий строения ядер, различных, как принято говорить, ядерных моделей. Сейчас ещ6 не существует такой модели, которая была бы способна объяснить всю совокупность свойств ядер, но различные теории не исключают, а скорее дополняют друг друга. Прежде чем рассмотреть вкратце некоторые из ядерных моделей, остановимся на столь важном свойстве атомных ядер, как радиоактивность. [c.30] Вернуться к основной статье