|
системе элементов Д.И. Менделеева, т.е. числу протонов в ядре. Число нейтронов в ядре обозначается N. Как правило, Z > N.
В настоящее время известны ядра с Z = 1 до Z = 107-118.
Число нуклонов в ядре A = Z + N называется массовым числом. Ядра с одинаковым Z, но различными А называются изотопами. Ядра, которые при одинаковом A имеют разные Z, называются изобарами.
Ядро обозначается тем же символом, что и нейтральный атом ...,
где X - символ химического элемента. Например: водород Z = 1 имеет
три изотопа: ... - протий (Z = 1, N = 0), ... - дейтерий (Z = 1, N = 1),
... - тритий (Z = 1, N = 2); олово имеет 10 изотопов и т.д. В подавляющем большинстве изотопы одного химического элемента обладают одинаковыми химическими и близкими физическими свойствами. Всего известно около 300 устойчивых изотопов и более 2000 естественных и искусственно полученных радиоактивных изотопов.
Размер ядра характеризуется радиусом ядра, имеющим условный смысл ввиду размытости границы ядра. Ещё Э. Резерфорд, анализируя свои опыты, показал, что размер ядра примерно равен 10-15 м (размер атома равен 10-10 м). Существует эмпирическая формула для расчета радиуса ядра:
...,
где R0 = (1,3 - 1,7)·10-15 м. Отсюда видно, что объём ядра пропорционален числу нуклонов.
Плотность ядерного вещества составляет по порядку величины
1017 кг/м3 и постоянна для всех ядер. Она значительно превосходит плотности самых плотных обычных веществ.
Протоны и нейтроны являются фермионами, т.к. имеют спин ħ/2.
Ядро атома имеет собственный момент импульса - спин ядра:
...,
где I - внутреннее (полное) спиновое квантовое число.
Число I принимает целочисленные или полуцелые значения 0, 1/2, 1, 3/2, 2 и т.д. Ядра с четными А имеют целочисленный спин (в единицах ħ) и подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна (бозоны). Ядра с нечетными А имеют полуцелый спин (в единицах ħ) и подчиняются статистике Ферми - Дирака (т.е. ядра - фермионы).
Ядерные частицы имеют собственные магнитные моменты, которыми определяется магнитный момент ядра ... в целом. Единицей измерения магнитных моментов ядер служит ядерный магнетон ...:
|
