原子核yuán zǐ hé原子的核心部分,由质子和中子组成。1935年《科学》第十九卷第四期:“原子核外面有电子围绕,名叫核外电子。”1942年《普通英汉化学词汇》:“Atomic nucleus,原子核。” 原子核 原子核yuanzihe原子中带正电的核心。1911年,E.卢瑟福进行了α粒子散射实验,发现原子大小的数量级为 10-8g·cm,而核的直径在 10-14~10-12cm之间。原子核的体积只占整个原子体积的几万亿分之一。 原子核集中了原子的99.5%以上的质量。核内物质的密度约为1014g·cm-3,假如能使1cm3的体积内装满某种原子的原子核,那么它的质量将达1×108t。原子核的特点是体积小、物质密度大、能量密度高。 原子核由质子和中子两种粒子构成。中子是不带电的,质子则带有正电。中子和质子之间是可以互相转化的,当中子变成质子时,要放出一个负电子和中微子 (一种基本粒子); 当质子变成中子时,要放出一个正电子和中微子。正电子和负电子并不是原子核的组成部分,而是质子和中子相互转变时产生的。 中子和质子都是构成原子核的粒子,常称为核子。核子之间有着十分巨大的吸引力,这个力称为“核力”。核子就是依靠核力而结合成原子核的。核力很大,因此元素原子核,在化学反应中并不发生分裂。当一些原子核发生裂变或者聚变时,会放出能量,这种能量叫“原子能”,更确切地说是“原子核能”。原子能是一种巨大的能量,例如,1g铀发生核裂变时放出的能量,相当于2.5t褐煤燃烧时放出的能量。又如,4g质子和中子聚变成氦核时,就会放出近30×108kJ的热量,而一般的化学反应,4g甲烷燃烧时仅放出18.83kJ的热量。 核力跟万有引力和静电引力不同,它的特点是,核力虽然巨大,但作用距离是很短的,只要核子之间的距离大于 (20~30) ×10-12cm时,这种力实际上已经接近于零。因此核力并不能使一个核子和原子核中其他的每一个核子都发生相互联系,它只能作用到邻近的粒子上,而且只有在相互作用的粒子是4个的时候,这个力才最大,所以核力到一定时候会“饱和”。核力大小,跟核子是不是带电几乎没有关系,不论是质子和质子,还是中子和中子,或者质子和中子,核力差不多都相等。正是这种十分巨大的核力,才使原子核保持了稳固的结构。 原子核里质子和中子的分布究竟是怎样的,现在只能提出一些结构模型。目前主要有液滴模型和壳层模型两种理论。前者从原子核的密度差不多相同,核力作用距离很短出发,认为原子核好比是一滴液体,核子就象是液体分子,一刻不停地运动,跟分子运动一样。如果原子核受到了“轰击”,就好象使液滴受了热,会有粒子从核里“蒸发”出来,即发生核裂变。后者从原子核的性质具有周期性出发,认为它并不象一滴液体,它的结构在一定程度上有点象原子本身,核子也是在一定的轨道中运动的,所不同的是,原子核里不象原子那样,还有一个带正电的核,它仅仅是一个由核子组成的外壳。 ☚ 洪特规则 核电荷 ☛
原子核 原子核yuanzihe原子的核心部分,简称核。原子的质量几乎全部集中在原子核上。目前一般认为原子核由质子和中子组成,质子和中子总称为核子。原子核的核子数用A表示,质子数和中子数分别用Z和N表示。而A=Z+N。原子核用ZAXN表示,X是元素的名称例如氦核记为24He2,有时也用更简单的标记方法如ZAX。Z与N都相同的原子核称为某种核素,Z相同N不相同的原子核称为同位素,N相同而Z不相同的原子核称为同中子素,A相同而N及Z不相同的原子核称为同量异位素。 原子核的质量应为原子质量减去原子中全部电子的质量(约为原子质量的几千分之一)以及原子中电子的结合能(约为原子质量的几千万分之一)。在核物理的许多公式中电子质量相互抵消,核质量都可用原子质量代替。规定以自然界中,碳的丰度最高的同位素12C质量的1/12为原子质量单位,并以u标记。1u=1.660 565×10-27千克,而其他原子的质量总是接近于这个单位的整数倍数。但实验测得原子的质量总是小于组成它的各个自由核子和轨道电子质量的总和,这和核子组成原子核时,放出能量有关。根据相对论的质能关系,对于任何物质,当它的质量为m时,则必有E=mc2的能量,式中c为光速。一个原子质量单位相当于931.50(MeV/c2),当某一物质的质量有△m的变更,那么与此联系着的就一定有△E的能量的变化(△E=△mc2)。一般核素AZX,它的核由Z个质子和A-Z个中子组成,核质量为mx,则△m=2mp+(A-Z)mn-mx,这个值叫质量亏损。把核的总结合能记为B,则B=(△m)c2=〔Zmp+(A-Z)mn-mx〕c2。由于核子间相互作用的核力为短程力,因此原子核有比较明确的边界层,显示出原子核有一定的大小,原子核的密度为1014克/厘米3(g/cm3)的量级。 ☚ 原子核物理学 原子核的大小 ☛ 原子核简称“核”。原子的带正电的核心。是质子和中子(总称核子)的紧密结合体。它几乎占有原子的全部质量,但其直径不到原子直径的万分之一,只有10-13到10-12厘米。 原子核原子中由质子和中子组成的核心部分。原子核的半径大约只有一个原子半径(约一亿分之一厘米)的10万分之一,但原子的质量几乎全部都集中在原子核上。原子核中的每个质子带有一个单位的正电荷,中子是不带电荷的中性粒子,故以原子核中的质子数决定着核的电荷数,而质子和中子的总数决定着核的质量。在正常的原子中,原子核的正电荷数恰好与围绕在它周围的电子所带的负电荷数相等,故通常原子的总电荷等于零。 原子核 原子核nucleus物质由分子组成,同样组成人体组织的化学成分如蛋白质、脂肪、糖、水等也都是由分子组成的不同化合物。分子由原子构成,原子由原子核和电子构成,电子在原子核外快速运动,电子显微镜下视如云状,称电子云。原子核位于原子的中心,由质子和中子组成。原子核中的质子是带正电荷的,通常与原子核外的电子数相等,以保持原子的电中性,但是,原子核中的质子和中子数量可有不同。质子和中子决定原子的质量,确定该原子在元素周期表中的位置,因此原子核是主要影响该原子物理特性的;而原子核外的电子数目主要影响该原子的化学特性。 ☚ 磁共振成像 质子 ☛ 原子核atomic nucleus |