Строение атома и атомного ядра

Атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него электронов. Размер ядра значительно меньше размера электронных орбит, т.е. размера самого атома. Т.к. атом в целом нейтральный, то суммарный заряд электронов должен быть равен заряду ядра.

В состав ядра входят положительные протоны и нейтроны, не имеющие заряда. Протоны и нейтроны, входящие в состав ядра, называют нуклонами.

Нуклоны составляют основную массу атома, т.е. масса ядра во много раз больше массы электронов.

Характеристики атомного ядра:

- зарядовое число Z – заряд ядра, отнесенный к элементарному заряду е, т.е. количество протонов в ядре, соответствует порядковому номеру элемента в таблице Менделеева;

- массовое число А – масса ядра в атомных единицах массы (а.е.м.), округленная до целых, т.е. суммарное количество протонов и нейтронов в ядре.

Следовательно, число нейтронов в ядре

Nn = A - Z.

Зарядовое и массовое числа Z и А можно найти из условного обозначения ядра:

где Х – символ химического элемента.

^A X или

X ^A,

Ядерные реакции – это процесс взаимодействия атомного ядра с элементарными частицами и ядрами других элементов, приводящий к преобразованию ядер. Пример записи ядерной реакции:

Z Z Z Z

X ^A 1 + Y ^A 2 ® B^A 3 + C^A 4,

1 2 3 4

где Х и Y – химические символы исходных компонентов; В и С – химические символы продуктов реакции.

При протекании ядерной реакции выполняются законы сохранения:

– числа нуклонов (массового числа) A 1 + A 2 = A 3 + A 4 ;

– заряда

Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4;

Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождающееся испусканием радиоактивных излучений (α-, β-, и γ - лучей). При этом может наблюдаться:

–

α-излучение – испускание ядер гелия He ⁴

(альфа-частиц).

–

-1

β-излучение – испускание электронов e ⁰

(бета-частиц).

–γ –излучение – испускание квантов электромагнитного излучения с большой энергией и малой длиной волны λ< 10^-12 м.

Закон радиоактивного распада

N = N 0 × 2

- t

^T, где N – число нераспавшихся ядер в момент

времени t, N₀ – число ядер в начальный момент времени, Т -период полураспада вещества, т.е. промежуток времени, за которое распадается половина от имевшегося количества ядер в начале этого промежутка.

Число ядер, распавшихся за время t можно найти Np = N 0 - N.

- t

Т.к. масса вещества пропорциональна числу ядер, то

m = m 0 × 2 ^T.