Атом ядросының құрамы, зарядтары.

Әр атом оң зарядталған ядро мен теріс зарядталған электрондар жиынтығы-электрондық қабықтан тұрады. Ядрода атом массасының барлығы дерлік (99,95%) шоғырланған. Атомға қарағанда өте кішкентай және ол өте берік. Ядролардың сызықтық мөлшерлері 1¸10фм (10^-15-10^-14м), ал атомдарға 10^-10 м ұзындықтар тән.

Қазіргі кезде ядроның протон-нейтрондық құрамы ешкім күмәнданбайтын, жалпы жұртшылық қабылдаған және тәжірибе жүзінде дәлелденген деп есептеледі. Ол бойынша:

Атом ядролары бақыланатын элементар бөлшектер-протондар мен нейтрондардан тұрады. Протон мен нейтронның m_р және m_n массалары өзара жуық және электронның массасынан 2000 есе дерлік артық: m_p=1836,1m_e=1,007276 м.а.б., m_n=1838,6m_e = 1,0086652 м.а.б. Протон электр зарядталған, оның заряды оң және абсолют мәні электронның зарядына тең. Нейтрон электр бейтарап. 1950-1980-жылдардағы зерттеулер протон мен нейтронның және т.б. көптеген элементар деп аталатын бөлшектердің, шындығында элементар емес, өзіндік құрамы бар, күрделі бөлшектер екенін көрсетті. Бірақ олар үшін элементар бөлшектер деген ат сақталған.

Ядродағы бөлшектерді бытырап кетуден сақтап тұратын және оның беріктігін қамтамасыз ететін күштер ядролық әсерлесу күштері немесе ядролық күш деп аталады. Ядролық әсерлесу үшін протон мен нейтронның қасиеттері мүлдем бірдей, олардың бірінен-бірін айныту мүмкін емес. Сондықтан көп жағдайларда оларды нуклон деген жалпы атпен атайды.

Атомның электрлік бейтараптығын қамтамасыз ету үшін оның құрамындағы электрондардың санымен ядроның құрамындағы протондар саны бірдей Z болуы керек. Ядродағы нуклондардың жалпы саны массалық сан А деп аталады. Осыдан ядроның құрамындағы нейтрондар саны N=A-Z. Ядроларды сипаттаған кезде нейтрондар саны сирек қолданылады. Ядроның құрамын сипаттайтын шамалар ретінде оның Z атомдық номері мен А массалық саны қолданылады. Біз де әрі қарай осы шамаларды пайдаланамыз және нейтрондар саны керек болғанда, оны A-Z деп аламыз.

Атомдық номері Z, массалық саны А ядроны деп белгілейді. Мұндағы Х-атомдық номері Z элементтің химиялық белгісі.

Атом ядросының электр заряды Ze (өлшем бірлігі ретінде электронның зарядының сан мәнін алса, Z),электронның зарядына көбейтілген оның атомдық нөмеріне тең, протонның Z санымен анықталады. Электр заряды берілген элементтің барлық изотоптарының (сутегінен басқа) химиялық қасиеттерін анықтайды.

Ядролардың зарядтарын 1913-жылы Мозли дәл өлшеді. Ол элементтердің сипаттық рентген нұрларының n жиілігі мен оның Z атомдық номерінің арасында қарапайым

тәуелділігі бар екенін тағайындап, нұрдың берілген сериясы үшін а мен тұрақтыларының элементке тәуелсіз екенін тапты. Ол элементтерді периодтық жүйеде ретімен орналастыруға мүмкіндік берді.

Ядроның зарядын тікелей 1920-жылы Чэдвик өлшеді.

Электр заряды ядролық физикада қарастырылатын барлық (электромагниттік, ядролық және нәзік) әсерлесулер кезінде сақталады. Электр зарядының сақталу заңы ядролық реакцияға немесе радиоактивтік ыдырауға қатысатын ядролардың біреуінің зарядын олар үшін зарядтардың теңдеуінен табуға мүмкіндік туғызады.

Ядроның электр заряды q = Zе, бариондық заряды А

Ядроның электр заряды жиынтықтық сипаттама, ол ядроның тұтас зарядын ғана анықтап, зарядтың ядроның көлемі бойынша таралуы туралы мәліметтер бермейді.

Элементар бөлшектер үшін массалық сан орнына бариондық заряд (бариондық сан) В шамасы қолданылады. Барлық барион деп аталатын бөлшектердің, оның ішінде протон мен нейтронның да, бариондық зарядтары 1, кварктардың бариондық зарядтары 1/3, ал басқа бөлшектердің бариондық заряды нөлге тең. Антибөлшектердің бариондық зарядтары теріс таңбамен алынған бөлшектердің бариондық зарядтарына тең. Ядроның массалық саны А оның құрамындағы нуклондардың саны, демек оның бариондық заряды болады. Ядро үшін В=А. Сонымен, ядролар мен элементар бөлшектер қатысатын барлық әсерлесулерде бариондық заряд сақталады. Бариондық зарядтың сақталу заңы ядроның да нықтығын қамтамасыз етеді.

Массалық сандары тақ бета-нық ядролардың зарядтары өзара

Z₀= А/ (1,98+0,015А^2/3);

өрнегімен байналысқан.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: