L'idea moderna di un atomo,la prova di cui sono opera di un gran numero di scienziati, teorici e scienziati del ventesimo secolo, ci permette un alto grado di probabilità di giudicare la sua struttura e la presenza nella sua composizione di diverse particelle elementari. Il nucleo atomico è la parte centrale dell'atomo. Consiste di protoni e neutroni, che hanno ricevuto un nome comune: i nucleoni. La maggior parte dell'atomo (99,95%) è concentrata nel suo nucleo. Le sue dimensioni sono trascurabili e la carica elettrica è positiva ed è un multiplo della carica assoluta di un elettrone.
Per il numero di elettroni, o la carica del nucleo atomico, si possono giudicare le proprietà individuali dell'elemento. Questo numero corrisponde al suo numero ordinale nella tavola periodica.
La scoperta del nucleo atomico è un merito di E. Rutherford, i suoi esperimenti nel 1911 con la dispersione delle particelle mentre passavano attraverso la materia, permise di descrivere la costruzione di un atomo con un alto grado di probabilità.
La base è stata presa del nucleo atomico di idrogeno, eLa particella elementare, che costituisce la base dei nuclei di altri elementi chimici, è stata nominata protone dal 1920. Ma la struttura dell'elettrone protone dell'atomo aveva un numero di difetti e non spiegava molti fenomeni fisici.
Per una descrizione della composizione del nucleo, la scienza dell'elementarele particelle si avvicinarono dopo la scoperta del neutrone. Nel 1932 J. Chadwick, W. Heisenberg e DD Ivanenko fecero un'ipotesi sulla presenza nel nucleo di una particella con carica neutra. E il materiale da costruzione, da cui consiste il nucleo atomico, sono protoni e neutroni. Il numero di nucleoni determina il numero di massa dell'elemento.
Sostanze aventi lo stesso numero di protoninel nucleo (la carica del nucleo), sono chiamati isotopi. Gli isotoni sono sostanze con lo stesso numero di neutroni. Le sostanze con lo stesso numero di nucleoni sono isobare.
La fisica del nucleo atomico assume la presenza di piùpiccoli "mattoni" compositi per neutroni e protoni. Quark, gluoni, campi mesonici costituiscono un sistema complesso: il nucleo atomico. Un'ulteriore descrizione delle complesse interrelazioni di particelle elementari è assunta dalla cromodinamica quantistica.
Chiedendo la stabilità del nucleo,che comprende sia le particelle che non hanno una carica elettrica (neutroni), sia i protoni caricati positivamente, gli scienziati sono giunti alla conclusione che nel nucleo ci sono forze nucleari particolarmente attive che differiscono da quelle elettromagnetiche e gravitazionali.
L'influenza di queste forze è strettamente limitata dalla distanza, si riferiscono a forze a corto raggio e sono limitate da un intervallo di azione insignificante.
Per la carica dei nucleoni, le forze nucleari mostrano una buona quantitàindipendenza. Le particelle assolutamente diverse sono attratte. Questo fenomeno si manifesta chiaramente quando vengono confrontate le energie leganti dei nuclei dello specchio. Questo nome è stato dato a nuclei con lo stesso numero di nucleoni, ma solo il numero di protoni in uno corrisponde al numero di neutroni nell'altro e viceversa. Un esempio può essere il nucleo di elio e trizio (idrogeno pesante).
Anche fenomeni insoliti si verificano nel processoformazione di nuclei. Se calcoliamo la massa del nucleo e separatamente le masse degli elementi che compongono la sua composizione, allora la massa del nucleo risulta essere più piccola. Questo effetto è spiegato dal rilascio di energia nel processo di sintesi nucleare, che era chiamata energia vincolante dei nuclei atomici. Numericamente, può essere determinato calcolando la quantità di lavoro che dovrà essere fatto per dividere il nucleo in elementi costitutivi (nucleoni) senza dire loro una certa energia cinetica.
In relazione a questo, il concetto di specificol'energia di legame del nucleo. È calcolato in un equivalente numerico per un nucleone, che in media è 8 MeV / nucleone. Quando il numero di nucleoni nel nucleo aumenta, l'energia di legame diminuisce.
Il rapporto del numero di protoni e neutroni è usato come criterio per la stabilità dei nuclei atomici.
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