原子核的結(jié)構(gòu)

都說(shuō)活到老學(xué)到老,可我最近學(xué)檢測(cè)方面的知識(shí)總是記不住,書(shū)看了兩遍了還是記不住理解不了。俗話說(shuō)的好眼過(guò)千遍不如手過(guò)一遍,我就用最笨的辦法一個(gè)字一個(gè)字打出來(lái),加上自己的理解與大家分享。如有錯(cuò)誤還請(qǐng)各位專業(yè)大大指出來(lái),閑話不多說(shuō)了我們來(lái)看看今天的知識(shí)原子核結(jié)構(gòu)。

原子核的半徑為10-~10- cm.約為原子半徑的萬(wàn)分之一。如果把原子設(shè)想成一個(gè)直徑為10 m的球體,那么原子核也只有芝麻那么大,所以說(shuō)原子內(nèi)部的絕大部分是空的。(注:了解什么是原子核與原子核的內(nèi)部)

原子核雖小,卻占有原子的99%以上的質(zhì)量,通過(guò)散射實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定核的近似半徑,實(shí)驗(yàn)表明核的半徑r與原子質(zhì)量數(shù)A的1/3次方成正比。這說(shuō)明無(wú)論哪一種元素,其核的密度是相同的。(注:無(wú)論那種元素它的密度都是相同的)

正如原子中的電子處于運(yùn)動(dòng)中一樣,核中的粒子,即質(zhì)子和中子也處于運(yùn)動(dòng)中,因而核具有角動(dòng)量和磁矩。光譜分析表明,核的角動(dòng)量和磁矩也是量子化的。(注:量子化的產(chǎn)生由來(lái))

原子核的總質(zhì)量總是小于它的組成部分的質(zhì)量和,這是因?yàn)槠渲械囊徊糠仲|(zhì)量用于轉(zhuǎn)變成原子核的結(jié)合能。即把原子核中粒子結(jié)合在一起的吸引力有關(guān)的負(fù)電位能的質(zhì)量當(dāng)量。例如,氫同位素氘的核由1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)中子組成,已知兩者質(zhì)量之和為mp+mn=2.015942 u.而氘核的實(shí)際質(zhì)量md=2.013 552 u,質(zhì)量差值mp+mn-md=0.002 390 u.由質(zhì)能公式E= moC可求得相應(yīng)的能量為2.225 MeV,這部分能量為結(jié)合能。(注:說(shuō)明原子核的總質(zhì)量總是小于它的組成部分的質(zhì)量和,予以舉例說(shuō)明)在原子核內(nèi),帶正電的質(zhì)子間存著庫(kù)侖斥力,但質(zhì)子和中子仍能非常緊密地結(jié)合在一起,這說(shuō)明核內(nèi)存在著一個(gè)非常大的力,即核力。核力具有以下性質(zhì):

第一,核力與電荷無(wú)關(guān),無(wú)論中子還是質(zhì)都受到核力的作用。

第二,核力是短程力,只有在相鄰原子核之間發(fā)生作用,因此,一個(gè)核子所能相互作用的其他核子數(shù)目是有限的,這稱為核力的飽和性

第三,核力比庫(kù)侖力約大100倍,是一種強(qiáng)相互作用。

第四,核力能促成粒子的成對(duì)結(jié)合(例如,兩個(gè)自旋相反的質(zhì)子或中子)以及對(duì)對(duì)結(jié)合(即總自旋為零的一對(duì)質(zhì)子和一對(duì)中子的結(jié)合)。(注:核力的由來(lái)與核力的性質(zhì))

根據(jù)以上核力的性質(zhì)以及核力與庫(kù)侖力之間的競(jìng)爭(zhēng),可以定性了解原子核的穩(wěn)定性,電于核力促成原子核成對(duì)結(jié)合和對(duì)對(duì)結(jié)合,如果不考慮庫(kù)侖力,最穩(wěn)定的應(yīng)是中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等的那些核,考慮庫(kù)侖斥力后,則應(yīng)是包含更多中子的核更穩(wěn)定。但中子數(shù)過(guò)多的核又是不穩(wěn)定的,因?yàn)闆](méi)有足夠的質(zhì)子來(lái)與中子配對(duì);質(zhì)子過(guò)多的核也是不穩(wěn)定的,因?yàn)閹?kù)侖斥力將隨之增大。核穩(wěn)定性與中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)的關(guān)系為:對(duì)小質(zhì)量數(shù)的核,N/Z=1附近較穩(wěn)定,這個(gè)比值隨核質(zhì)量數(shù)的增大而增加:對(duì)大質(zhì)量數(shù)的核,N/Z=1.6附近的核較穩(wěn)定。

采用人為的方法,以中子、質(zhì)子或其他基本粒子作為炮彈轟擊原子核,從而改變核內(nèi)質(zhì)子或中子的數(shù)目,便可以制造出新的核素,也可以使穩(wěn)定的核素變?yōu)椴环€(wěn)定的核素。(注:簡(jiǎn)述如何讓原子核發(fā)生變化)

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的約2 000種核素中,天然存在的有300多種,其中有30多種是不穩(wěn)定的:人工制造的有1 600多種,其中絕大部分是不穩(wěn)定的。不穩(wěn)定的核素會(huì)自發(fā)蛻變,變成另一種核素,同時(shí)放出各種射線,這種現(xiàn)象稱為放射性衰變。

放射性衰變有多種模式,其中最主要的有:

1. a衰變放出帶2個(gè)正電荷的氦核,衰變后形成的子核,核電荷數(shù)較母核減2,即在周期表上前移兩位,而質(zhì)量數(shù)較母核減少4。

2. β衰變包括β-衰變、β+時(shí)衰變和軌道電子俘獲,其中:

β-衰變:母核放出電子,衰變后子核的質(zhì)量數(shù)不變,而核電荷數(shù)增加1,即在周期表上后移一位。

軌道電子俘獲:母核俘獲核外軌道上的一個(gè)電子(最常見(jiàn)的是俘獲K層電子,稱為K俘獲),核中的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)為中子,即子核在周期表上前移一位。

3. r衰變放出波長(zhǎng)很短的電磁輻射,衰變前后核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均不發(fā)生改變。

r衰變總是伴隨著a衰變或β衰變而發(fā)生,母核經(jīng)α衰變或β衰變到子核的激發(fā)態(tài)。這種激發(fā)態(tài)核是不穩(wěn)定的,它要通過(guò)r衰變過(guò)渡到正常態(tài)。所以r射線是原子核由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)而產(chǎn)生的。(注:射線的產(chǎn)生與由來(lái))

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡(jiǎn)書(shū)系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容