Ang mass number ay ang kabuuang bilang ng mga proton at neutron sa nucleus ng isang atom. Ito ay tinutukoy ng A.

Sa pagsasalita ng isang tiyak na atomic nucleus, ang terminong nuclide ay karaniwang ginagamit, at ang mga nuklear na particle, proton at neutron, ay sama-samang tinatawag na mga nucleon.

atomic number.

Ang atomic number ng isang elemento ay kapareho ng bilang ng mga proton sa nucleus ng atom nito. Ito ay tinutukoy ng simbolong Z. Ang atomic number ay nauugnay sa mass number sa pamamagitan ng sumusunod na relasyon:

kung saan ang N ay ang bilang ng mga neutron sa nucleus ng isang atom.

Ang bawat elemento ng kemikal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na atomic number. Sa madaling salita, walang dalawang elemento ang maaaring magkaroon ng parehong atomic number. Ang atomic number ay hindi lamang katumbas ng bilang ng mga proton sa nucleus ng mga atom ng isang partikular na elemento, ngunit katumbas din ng bilang ng mga electron na nakapalibot sa nucleus ng isang atom. Ito ay dahil ang atom sa kabuuan ay isang electrically neutral na particle. Kaya, ang bilang ng mga proton sa nucleus ng isang atom ay katumbas ng bilang ng mga electron na nakapalibot sa nucleus. Ang pahayag na ito ay hindi nalalapat sa mga ion, na, siyempre, ay sinisingil na mga particle.

Ang unang pang-eksperimentong pagpapatunay ng atomic number ng mga elemento ay nakuha noong 1913 ni Henry Moseley, na nagtrabaho sa Oxford. Binomba niya ang mga matigas na metal na target ng mga cathode ray. (Noong 1909, ipinakita na nina Barkla at Kayi na ang anumang solidong elemento, kapag binomba ng mabilis na sinag ng cathode rays, ay naglalabas ng mga x-ray na katangian ng elementong iyon.) Sinuri ni Moseley ang katangian ng x-ray gamit ang isang photographic recording technique. Natuklasan niya na ang wavelength ng katangian ng X-ray radiation ay tumataas sa atomic weight (mass) ng metal at ipinakita na ang square root ng frequency ng X-ray radiation na ito ay direktang proporsyonal sa ilang integer, na tinukoy niya ng simbolo

Natagpuan ni Moseley na ang bilang na ito ay humigit-kumulang na kasabay ng kalahati ng halaga ng atomic mass. Napagpasyahan niya na ang numerong ito - ang atomic number ng elemento - ay isang pangunahing pag-aari ng mga atom nito. Ito ay naging katumbas ng bilang ng mga proton sa atom ng isang naibigay na elemento. Kaya, iniugnay ni Moseley ang dalas ng katangian ng X-ray radiation sa serial number ng elementong nag-iilaw (Moseley's law). Ang batas na ito ay may malaking kahalagahan para sa pag-apruba ng pana-panahong batas ng mga elemento ng kemikal at ang pagtatatag ng pisikal na kahulugan ng atomic na bilang ng mga elemento.

Pinahintulutan siya ng pananaliksik ni Moseley na mahulaan ang pagkakaroon ng tatlong elementong nawawala sa panahong iyon sa periodic table na may mga atomic number na 43, 61 at 75. Ang mga elementong ito ay natuklasan nang maglaon at natanggap ang mga pangalang technetium, promethium at rhenium, ayon sa pagkakabanggit.

Namatay si Moseley sa mga labanan ng Unang Digmaang Pandaigdig.

Mga simbolo ng nuclides.

Nakaugalian na ipahiwatig ang mass number ng nuclide bilang superscript, at ang atomic number bilang subscript sa kaliwa ng simbolo ng elemento. Halimbawa, ang entry ay nangangahulugan na ang carbon nuclide na ito (pati na rin ang lahat ng iba pang carbon nuclides) ay may atomic number na 6. Ang partikular na nuclide na ito ay may mass number na 12. Ang simbolo para sa isa pang carbon nuclide ay tumutugma sa simbolo Dahil lahat ng carbon nuclides may atomic number na 6, ang tinukoy na nuclide ay kadalasang nakasulat bilang o carbon-14.

Isotopes.

Ang isotopes ay mga atomic na varieties ng parehong elemento na may iba't ibang mga katangian. Nag-iiba sila sa bilang ng mga neutron sa kanilang nucleus. Kaya, ang mga isotopes ng parehong elemento ay may parehong atomic number ngunit magkaibang mga mass number. Sa mesa. Ipinapakita ng 1.1 ang mga halaga ng mass number A, atomic number Z at ang bilang ng mga neutron N sa nucleus ng mga atom ng bawat isa sa tatlong carbon isotopes.

Talahanayan 1.1. Isotopes ng carbon

Isotopic na nilalaman ng mga elemento.

Sa karamihan ng mga kaso, ang bawat elemento ay pinaghalong iba't ibang isotopes. Ang nilalaman ng bawat isotope sa naturang halo ay tinatawag na isotopic abundance. Halimbawa, ang silicon ay matatagpuan sa mga natural na nagaganap na compound na may sumusunod na natural na isotopic abundance: . Tandaan na ang kabuuang isotopic abundance ng isang elemento ay dapat na eksaktong 100%. Ang kamag-anak na isotopic abundance ng bawat isa sa mga isotopes na ito ay 0.9228, 0.0467 at 0.0305, ayon sa pagkakabanggit. Ang kabuuan ng mga numerong ito ay eksaktong 1.0000.

Atomic mass unit (a.m.u.).

Sa kasalukuyan, ang masa ng isang nuclide ay kinukuha bilang pamantayan para sa pagtukoy ng atomic mass unit. Ang nuclide na ito ay itinalaga ng mass na 12.0000 amu. Kaya, ang isang atomic mass unit ay katumbas ng isang ikalabindalawa ng masa ng nuclide na iyon. Ang tunay na halaga ng atomic mass unit ay kg. Ang tatlong pangunahing mga particle na bumubuo sa atom ay may mga sumusunod na masa:

masa ng proton = 1.007277 amu

masa ng neutron = 1.008665 amu

electron mass = 0.000 548 6 a. kumain.

Gamit ang mga halagang ito, maaaring kalkulahin ng isa ang isotopic mass ng bawat partikular na nuclide. Halimbawa, ang isotopic mass ng isang nuclide ay ang kabuuan ng mga masa ng 17 protons, 18 neutrons, at 17 electron:

Gayunpaman, ang tumpak na pang-eksperimentong data ay nagpapahiwatig na ang isotopic mass ay may halaga na 34.968 85 a.u. e. m. Ang pagkakaiba sa pagitan ng kalkulado at natuklasang mga halaga ay tinatawag na mass defect, ang sanhi ng mass defect ay ipinaliwanag sa Sec. 1.3.

Sa sukat ng mga kamag-anak na masa ng atom, ang isotopic na masa ay kinakatawan bilang resulta ng kanilang paghahati ng isang ikalabindalawa ng masa ng nuclide. Kaya, ang relatibong isotopic mass ng isang isotope ay

Tandaan na ang mga relatibong isotopic na masa ay ipinahayag sa mga unit na walang sukat.

Ang relatibong atomic na masa ng AT ng isang kemikal na elemento ay ang arithmetic average ng mga relatibong isotopic na masa, na isinasaalang-alang ang isotopic na nilalaman. Ito ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagbubuod ng mga produkto ng kamag-anak na isotopic mass ng bawat isotope at ang kamag-anak na kasaganaan nito.

Kalkulahin ang relatibong atomic mass ng chlorine gamit ang sumusunod na data:

1846. Ilang electron ang umiikot sa nucleus sa isang neutral na atom:
a) carbon b) pilak c) uranium?

1847. Ano ang singil (sa elementarya na singil e) ng nuclei ng oxygen atoms!gO, potassium JgK at copper ggCu? Maghanap ng masa(sa a.m.u.) nuclei ng mga atomo ng parehong elemento.

1848. Ang masa ng nucleus ng isang atom kung aling elemento ang mas mababa: magnesium 12 Mg o hydrogen jH? Ilang beses?

1849. Ano ang mass number ng nucleus ng nitrogen atom ^N? Ano ang masa ng nucleus sa amu (hanggang sa integers)?

1850. Ano ang charge number ng nucleus ng nitrogen atom ^N? Ano ang singil ng nucleus (sa elementarya na singil e)?

1851. Tukuyin ang bilang ng mga electron sa isang bromine atom 3°Br.Ano ang (sa elementarya na singil e) ang kabuuang singil ng lahat ng mga electron?

1852. Ilang nucleon ang kasama sa nucleus ng boron atom!!?B? tin XgQB? polonium 2™Ro?

1853. Ilang proton at neutron ang nilalaman ng nucleus ng isang atom:
a) helium IHe;
b) aluminyo 13 A1;
c) posporus 15 R?

1854. Para sa isang neutral lithium atom gLi matukoy

1855. Para sa isang neutral na fluorine atom, tukuyinang bilang ng mga nucleon, proton, neutron at electron.

1856. Tukuyin ang bilang ng mga nucleon, proton, neutron at electron na nasa neutral na neon atom 20 NelOi'NC.

1857. Para sa isang neutral zinc atom ^Zn matukoyang bilang ng mga nucleon, proton, neutron at electron.

1858. Tukuyin ang bilang ng mga proton, neutron, electron at nucleon sa mga neutral na atomo: ^O; ^O; ^O? Paanoiba ba ang mga atom na ito? Ano ang pagkakatulad nila?

1859. Isulat ang reaksyon ng natural na radioactive decay ng radium 2ggRa, kung saan ang isang a-particle ay ibinubuga.Hanapin ang nagreresultang elemento ng kemikal.

1860. Isulat ang reaksyon ng radioactive decay ng lead isotope 2^Pb C na may paglabas ng p-particle. Anong orasbinago nito ang nucleus ng isotope ng lead?

1861. Isulat ang reaksyon ng radioactive decay ng plutonium, bilang resulta kung saan ang 2g®Pu ay nagiging uranium235 t 92 U *

1862. Isulat ang reaksyon ng radioactive decay ng sodium, bilang resulta kung saan ang 22 Na ay na-convert sa magnesium.

1863. Maghanap ng mga hindi kilalang elemento sa mga sumusunod na radioactive decay reactions:
zX^2°!Pb+>;

1864. Ang nucleus ng krypton atom ^Kr ay nakaranas ng radioactive (3-decay) ng anim na beses. Anong nucleus ang naging resulta? Isulat ang mga reaksyon.

1865. Ang nucleus ng xenon atom ^JXe ay nagbabago sa stable na nucleus ng cerium atom ^gCe. Gaano karaming mga electron ang ibinubuga? Isulat ang mga reaksyong ito.

1866. Paano nagbabago ang mass number ng isang elemento kapag ang isang y-quantum ay inilalabas ng nucleus? Nagbabago ba ang masa ng nucleus at ang ordinal na numero ng elemento sa kasong ito?

Ano ang mass number ng isang atomic nucleus? Ang numero ng masa ay katumbas ng numero sa kabuuan ng mga neutron at proton ng nucleus. Ito ay tinutukoy ng titik A. Ang konsepto ng "mass number" ay lumitaw dahil sa katotohanan na ang masa ng nucleus ay dahil sa bilang ng mga nuclear particle. Paano nauugnay ang masa ng nucleus at ang bilang ng mga particle? Alamin Natin.

Ang istraktura ng atom

Ang anumang atom ay binubuo ng isang nucleus at mga electron. Maliban sa hydrogen atom, dahil mayroon lamang itong isang electron. Ang nucleus ay positibong sisingilin. Ang negatibong singil ay dinadala ng mga electron. Ang singil ng bawat elektron ay kinuha bilang -1. Ang atom sa kabuuan ay neutral sa kuryente, ibig sabihin, wala itong singil. Nangangahulugan ito na ang bilang ng mga particle na nagdadala ng negatibong singil, iyon ay, mga electron, ay katumbas ng positibong singil ng nucleus. Halimbawa, sa isang oxygen atom, ang nuclear charge ay +8 at ang mga electron ay 8, sa isang calcium atom, ang nuclear charge ay +20, at mayroong 20 electron.

Ang istraktura ng nucleus

Ang nucleus ay binubuo ng dalawang uri ng mga particle - mga proton at neutron. Ang mga proton ay positibong sisingilin, ang mga neutron ay walang bayad. Kaya, ang mga proton ay nagbibigay ng singil sa nucleus. Ang singil ng bawat proton ay kinuha bilang +1. Iyon ay, kung gaano karaming mga proton ang nakapaloob sa nucleus, ito ang magiging singil ng buong nucleus. Halimbawa, mayroong 6 na proton sa carbon nucleus, ang nuclear charge ay +6.

Sa pana-panahong sistema ng mga elemento ni Mendeleev, ang lahat ng mga elemento ay nakaayos sa pagkakasunud-sunod ng eksaktong pagtaas ng singil ng nucleus. Ang hydrogen ay may nuclear charge na +1, ito ay matatagpuan muna; ang helium ay may +2, ito ay pangalawa sa talahanayan; Ang lithium ay may +3, ito ang pangatlo at iba pa. Iyon ay, ang singil ng nucleus ay tumutugma sa ordinal (atomic) na numero ng elemento sa talahanayan.

Sa pangkalahatan, ang anumang atom ay neutral sa kuryente. Nangangahulugan ito na ang bilang ng mga electron ay katumbas ng singil ng nucleus, iyon ay, ang bilang ng mga proton. At dahil tinutukoy ng bilang ng mga proton ang atomic number ng isang elemento, alam ang atomic number na ito, sa gayon ay alam natin ang bilang ng mga electron, ang bilang ng mga proton, at ang singil ng nucleus.

masa ng isang atom

Ang masa ng isang atom (M) ay tinutukoy ng masa ng mga bahagi nito, iyon ay, ang mga electron at ang nucleus. Ang mga electron ay napakagaan kumpara sa nucleus at halos walang kontribusyon sa masa ng buong atom. Iyon ay, ang masa ng isang atom ay tinutukoy ng masa ng nucleus. Ano ang mass number? Ang masa ng nucleus ay tinutukoy ng bilang ng mga particle na bumubuo sa komposisyon nito - mga proton at neutron. Kaya, ang numero ng masa ay ang masa ng nucleus, na ipinahayag hindi sa mga yunit ng masa (gramo), ngunit sa bilang ng mga particle. Siyempre, ang ganap na masa ng nuclei (m), na ipinahayag sa gramo, ay kilala. Ngunit ang mga ito ay napakaliit na mga numero na ipinahayag sa mga negatibong kapangyarihan. Halimbawa, ang masa ng isang carbon atom m (C) \u003d 1.99 ∙ 10 -23 g. Hindi maginhawang gamitin ang mga naturang numero. At kung walang pangangailangan para sa ganap na mga halaga ng masa, ngunit kailangan mo lamang na ihambing ang mga masa ng mga elemento o mga particle, pagkatapos ay ginagamit nila ang mga kamag-anak na masa ng mga atomo (A r), na ipinahayag sa amu. Ang kamag-anak na masa ng isang atom ay ipinahiwatig sa periodic table, halimbawa, ang nitrogen ay may 14.007. Ang relatibong masa ng isang atom, na bilugan sa pinakamalapit na buong numero, ay ang mass number ng nucleus ng elemento (A). Ang mga numero ng masa ay tulad na ang mga ito ay maginhawang gamitin - sila ay palaging mga integer: 1, 2, 3, at iba pa. Halimbawa, ang nitrogen ay may 14, ang carbon ay may 12. Ang mga ito ay nakasulat sa itaas na kaliwang index, halimbawa, 14 N o 12 C.

Kailan mo kailangang malaman ang mass number?

Alam ang mass number (A) at ang atomic number ng isang elemento sa periodic system (Z), matutukoy ng isa ang bilang ng mga neutron. Upang gawin ito, ibawas ang mga proton mula sa mass number.

Alam ang numero ng masa, maaari mong kalkulahin ang masa ng nucleus o ang buong atom. Dahil ang masa ng nucleus ay tinutukoy ng masa ng mga particle na bumubuo sa komposisyon nito, ito ay katumbas ng produkto ng bilang ng mga particle na ito at ang masa ng mga particle na ito, iyon ay, ang produkto ng masa ng neutron at ang mass number. Ang masa ng isang neutron ay katumbas ng masa ng isang proton, sa pangkalahatan sila ay tinutukoy bilang ang masa ng isang nucleon (nuclear particle).

Halimbawa, isaalang-alang ang masa ng isang aluminyo atom. Tulad ng makikita mula sa Periodic Table of Elements ng Mendeleev, ang relatibong atomic mass ng aluminyo ay 26.992. Pag-round up, nakuha namin ang mass number ng aluminum core 27. Iyon ay, ang core nito ay binubuo ng 27 particle. Ang mass ng isang particle ay pare-pareho ang halaga na katumbas ng 1.67 ∙ 10 -24 g. Pagkatapos, ang mass ng aluminum core ay: 27 ∙ 1.67 ∙ 10 -24 g = 4.5 ∙ 10 -23 g.

Ano ang mass number ng nuclei ng mga elemento na kailangan mong malaman kapag nag-compile ng radioactive decay reactions o nuclear reactions. Halimbawa, kapag nakuha ng uranium 235 U ang isang neutron 1 n, nabuo ang nuclei ng barium 141 Ba at krypton 92 Kr, pati na rin ang tatlong libreng neutron 1 n. Kapag pinagsama-sama ang mga naturang reaksyon, ginagamit ang panuntunan: ang kabuuan ng mga numero ng masa sa kanan at kaliwang bahagi ng equation ay hindi nagbabago. 235+1 = 92+141+3.

Mga tanong.

1. Ano ang tawag sa mga proton at neutron na magkasama?

Ang mga proton at neutron ay sama-samang tinatawag na mga nucleon.

2. Ano ang tinatawag na mass number at anong letra ang tinutukoy nito?

Ang mass number A ay ang bilang ng mga nucleon sa nucleus.

3. Ano ang masasabi tungkol sa numerical value ng mass ng isang atom (sa amu) at ang mass number nito?

Ang mass number ay katumbas ng masa ng nucleus m na ipinahayag sa amu, na bilugan sa mga integer.

4. Ano ang pangalan at anong letra ang nagsasaad ng bilang ng mga proton sa nucleus?

Ang bilang ng mga proton sa nucleus ay tinatawag na numero ng singil Z.

5. Ano ang masasabi tungkol sa numero ng singil, ang singil ng nucleus (ipinahayag sa elementarya na mga singil sa kuryente) at ang serial number sa talahanayan ng D. I. Mendeleev para sa anumang elemento ng kemikal?

Ang numero ng pagsingil ay katumbas ng singil ng nucleus na ipinahayag sa elementarya na mga singil sa kuryente at ang serial number sa talahanayan ng D.I. Mendeleev.

6. Paano karaniwang tinatanggap na italaga ang nucleus ng anumang elemento ng kemikal?

7. Anong letra ang nagsasaad ng bilang ng mga neutron sa nucleus?

Ang bilang ng mga neutron sa isang nucleus ay tinutukoy na N.

8. Anong formula ang nauugnay sa mass number, charge number at bilang ng mga neutron sa nucleus?

9. Paano ipinaliwanag ang pagkakaroon ng nuclei na may parehong singil at magkakaibang masa mula sa punto ng view ng proton-neutron model ng nucleus?

Ito ay dahil sa ang katunayan na ang naturang nuclei ay naglalaman ng parehong bilang ng mga proton, ngunit isang iba't ibang bilang ng mga neutron, ang mga naturang uri ng mga elemento ng kemikal ay tinatawag na isotopes.

Mga ehersisyo.

1. Ilang nucleon ang nasa nucleus ng 94Be beryllium atom? Ilang proton mayroon ito? mga neutron?

2. Para sa isang potassium atom 39 19 K matukoy ang: a) numero ng singil; b) ang bilang ng mga proton; c) nuclear charge (sa elementarya na mga singil sa kuryente); d) bilang ng mga electron; e) serial number sa talahanayan ng D. I. Mendeleev; f) mass number ng nucleus; g) bilang ng mga nucleon; a) ang bilang ng mga neutron; i) ang masa ng nucleus (sa amu, tumpak sa mga integer).

3. Tukuyin, gamit ang talahanayan ng D. I. Mendeleev, ang atom kung saan ang kemikal na elemento ay mayroong: a) 3 proton sa nucleus; b) 9 na mga electron.

4. Sa panahon ng α-decay, ang inisyal na nucleus, na naglalabas ng α-particle 4 2 He, ay nagiging nucleus ng isang atom ng isa pang kemikal na elemento. Halimbawa, Sa pamamagitan ng kung gaano karaming mga cell at kung saan direksyon (sa simula o sa dulo ng Mendeleev's table) ay ang nabuo elemento displaced na may kaugnayan sa orihinal na isa? Isulat muli ang shift rule na ibinigay sa ibaba para sa α-decay sa isang notebook, pinupunan ang mga puwang: sa panahon ng α-decay ng isang kemikal na elemento, isa pang elemento ang nabuo, na matatagpuan sa periodic table ng D.I. Mendeleev sa ... mga cell na mas malapit dito kaysa sa orihinal.

Ang resultang elemento ay inilipat ng dalawang mga cell sa simula ng talahanayan.
Sa α - pagkabulok ng isang elemento ng kemikal, isa pang elemento ang nabuo, na matatagpuan sa talahanayan ng D.I. Mendeleev dalawang mga cell na mas malapit sa simula nito kaysa sa orihinal.

5. Sa panahon ng β-decay ng orihinal na nucleus, ang isa sa mga neutron na pumapasok sa nucleus na ito ay nagiging proton, isang electron 0 -1 e at isang antineutrino 0 0 v (isang particle na madaling dumaan sa globo at, posibleng, ay may walang misa). Ang electron at antineutrino ay lumilipad palabas ng nucleus, habang ang proton ay nananatili sa nucleus, na nagpapataas ng singil nito ng isa. Halimbawa, Isulat muli ang shift rule para sa β-decay na ibinigay sa ibaba, pinupunan ang mga puwang ng mga kinakailangang salita: sa panahon ng β-decay ng isang elemento ng kemikal, isa pang elemento ang nabuo, na matatagpuan sa talahanayan ng D. I. Mendeleev isa .. .cell na mas malapit sa ... ang talahanayan kaysa sa orihinal.

Ang resultang elemento ay inililipat ng isang cell sa dulo ng talahanayan.
Sa β - pagkabulok ng isang elemento ng kemikal, isa pang elemento ang nabuo, na matatagpuan sa talahanayan ng D.I. Mendeleev isang cell na mas malapit sa dulo nito kaysa sa orihinal.

Ang pag-aaral ng atomic nuclei ay nagsimula pagkatapos ng pagtatatag ng mga sumusunod na eksperimentong katotohanan: 1) ang pagtuklas noong 1896 ng Pranses na siyentipikong si Henri Becquerel ng natural na radioactivity; 2) ang pagtuklas noong 1910 ng Ingles na siyentipiko na si Soddy ng isotopy ng mga elemento ng kemikal; 3) ang nuklear na modelo ng atom, na iminungkahi noong 1911 ng mahusay na Ingles na physicist na si Ernest Rutherford.

Si Rutherford, na nag-iimbestiga sa radyaktibidad, ay dumating sa konklusyon noong 1908 na sa panahon ng radioactive decay, ang pagbabago ng mga atomo ng ilang kemikal na elemento tungo sa mga atomo ng iba pang elemento ay nangyayari. Nang maglaon, habang pinag-aaralan ang pagdaan ng mga a-particle na may enerhiya ng ilang megaelectron-volts sa pamamagitan ng manipis na mga pelikulang ginto, natuklasan ni Rutherford ang nuklear na modelo ng atom, pagkatapos nito ay naging malinaw na sa panahon ng radyaktibidad, ang nuclei ng ilang elemento ay na-convert sa ang nuclei ng iba pang mga elemento.

Ang pagtuklas ng isotopy ay may karagdagang papel. Mga timbang ng atom, i.e. ang mga masa ng mga atomo ng mga kemikal na dalisay na elemento, bilang panuntunan, ay ipinahayag sa a.m.u. mga numero na hindi masyadong malapit sa mga integer. Halimbawa, ang atomic weight ng boron (B) ay 10.82; Ne - 20.183; Cl - 35.457; Fe -56.85 ;… . Sa pagtuklas ng isotopy, ang opinyon ay itinatag na ang isang kemikal na dalisay na elemento ay isang halo ng mga isotopes na naiiba sa bawat isa sa mga atomic na timbang. Ang mga atomic na timbang ng isotopes ay naging mas malapit sa mga integer kaysa sa mga atomic na timbang ng mga elemento, at mas malapit, mas magaan ang isotope, i.e. mas mababa ang atomic weight nito. Ito ay humantong sa mga siyentipiko sa ideya na ang nucleus ay binubuo ng mga particle na ang mga atomic na timbang ay malapit sa pagkakaisa. Ang kundisyong ito ay lubos na nasiyahan sa pamamagitan ng nucleus ng hydrogen atom - ang proton, na ang atomic na timbang ay malapit sa pagkakaisa (1.008). Bilang karagdagan, dahil ang singil ng proton ay positibo, ang ideya ay lumitaw na ang komposisyon ng nucleus ay kinakailangang kasama ang mga proton. Ang iba pang mga constituent particle ng nucleus ay tumagal ng mahabang panahon upang malaman. Ang kababalaghan ng natural na β-aktibidad ay tila nagpapahiwatig na ang mga electron ay kasama sa komposisyon ng nucleus. Samakatuwid, iminungkahi ang isang proton-electron na modelo ng nucleus. Gayunpaman, ang modelo ng proton-electron ay naging hindi mapagkakatiwalaan. Ayon sa modelong ito, ang pag-ikot ng isang nucleus na binubuo ng pantay na bilang ng mga proton at mga electron ay dapat na integer (ang pag-ikot ng isang proton, tulad ng pag-ikot ng isang electron, ay ½ ħ), at sa pagsasanay, mga kalahating integer na numero. ay sinusunod din. Hindi ipinaliwanag ng modelo kung bakit ang magnetic moment ng nucleus ay 2000 beses na mas mababa kaysa sa magnetic moment ng electron. Sa wakas, ang modelo ng proton-electron ay naging salungat sa prinsipyo ng Heisenberg. Alam ang laki ng nucleus, posibleng tantiyahin ang magnitude ng momentum ng electron, na bahagi ng nucleus, at, dahil dito, ang magnitude ng enerhiya nito. Ang ganitong mga pagtatantya ay nagbibigay na ang enerhiya ng isang electron sa isang nucleus ay humigit-kumulang 200 MeV. Ayon sa eksperimento, ang nagbubuklod na enerhiya ng isang particle sa nucleus ay 7 - 8 MeV. Bilang karagdagan, ang enerhiya ng 200 MeV ay maraming beses na mas malaki kaysa sa enerhiya ng mga electron na ibinubuga ng nucleus sa panahon ng β-decay.

Ang paraan sa pag-alis sa kahirapan ay natagpuan pagkatapos na ang katuwang ni Rutherford, si Chadwick, ay natuklasan ang isang bagong elementarya, ang neutron, noong 1932. Ang masa ng isang neutron ay humigit-kumulang katumbas ng masa ng isang proton, bahagyang lumampas dito, at ang singil ng kuryente ay 0. Di-nagtagal pagkatapos ng pagkatuklas ng neutron, noong 1934, ang Soviet physicist na si D.D. Ivanenko ay naglagay ng hypothesis tungkol sa proton- istraktura ng neutron ng nucleus. Ang parehong hypothesis ay independiyenteng iminungkahi ni Heisenberg.

Kasalukuyan proton-neutron na istraktura ng nucleus ay kinikilala ng lahat at pinagbabatayan ang mga modernong ideya tungkol sa nucleus at lahat ng nuclear physics.

Ayon sa modernong data, ang proton (p) ay may positibong singil na katumbas ng singil ng elektrod qp= 1.6. 10 -19 C at mass ng pahinga m p= (1.0075957 ±0.000001) amu = (1836.09±0.01) ako.

Neutron (n) - neutral na particle na may rest mass m n= (1.008982 ±0.000003)a.m.u. = (1838.63 ± 0.01) ako, kung saan 1amu = 1.667 . 10 -27 kg - 1/12 ng masa ng C 12 atom;

ako= 9.106. 10 -31 kg – ang natitirang masa ng isang elektron.

Sa modernong pisika, pinaniniwalaan na ang proton at neutron ay dalawang estado ng singil ng parehong particle, na tinatawag na nucleon(mula sa lat. nucleus - core). Kaya, ang proton ay ang proton state ng nucleon, ang neutron ay ang neutron state ng nucleon. Ang kabuuang bilang ng mga nucleon sa isang atomic nucleus ay tinatawag bilang ng masa A.

Ang atomic nucleus ay nailalarawan sa pamamagitan ng singil na Ze , saan Ang Z ay ang numero ng singil ng nucleus, katumbas ng bilang ng mga proton sa nucleus at kasabay ng serial number ng elementong kemikal sa periodic system ng mga elemento ng Mendeleev. Ang kasalukuyang kilalang 107 elemento ng periodic table ay may nuclear charge number mula Z = 1 hanggang Z = 107. Dahil ang Z ay katumbas ng bilang ng mga proton sa nucleus, ang bilang ng mga neutron sa nucleus ay: N = A - Z. Sa nuclear physics, kaugalian na italaga ang nucleus bilang parehong simbolo ng neutral na atom: , kung saan X- simbolo

elemento ng kemikal, Z- atomic number (bilang ng mga proton sa nucleus), PERO- mass number (bilang ng mga nucleon sa nucleus).

Dahil ang atom ay neutral, ang singil ng nucleus ay tumutukoy sa bilang ng mga electron sa atom. Tinutukoy ng bilang ng mga electron ang kanilang pamamahagi sa mga estado sa atom, na, naman, ay tumutukoy sa mga kemikal na katangian ng atom. Dahil dito, tinutukoy ng singil ng nucleus ang mga detalye ng isang ibinigay na elemento ng kemikal, ibig sabihin, tinutukoy ang bilang ng mga electron sa isang atom, ang pagsasaayos ng kanilang mga shell ng elektron, ang magnitude at likas na katangian ng intraatomic electric field.

Mga kernel na may parehong Z ngunit magkaiba PERO(i.e., na may iba't ibang bilang ng mga neutron) ay tinatawag na isotopes, at ang nuclei na may parehong PERO, ngunit iba't ibang mga isobar ng Z. Halimbawa, hydrogen ( Z= 1) ay may tatlong isotopes; - protium ( Z =1, N= 0); - deuterium, ( Z =1, N= 1); - tritium ( Z =1, N= 2). Sa napakaraming kaso, ang mga isotopes ng parehong elemento ng kemikal ay may parehong kemikal at halos magkaparehong pisikal na katangian (ang pagbubukod ay ang mga isotopes ng hydrogen), na pangunahing tinutukoy ng istraktura ng mga shell ng elektron, na pareho para sa lahat ng isotopes ng elementong ito.

Ang sumusunod na nuclei ay maaaring magsilbi bilang isang halimbawa ng isobar nuclei: , , . Sa kasalukuyan, higit sa 2500 nuclei ang kilala na magkaiba Z, o A, o pareho.

Ipinakita ni Rutherford na ang atomic nuclei ay may mga sukat na humigit-kumulang 10 -14 - 10 -15 m (para sa paghahambing, ang mga linear na sukat ng isang atom ay humigit-kumulang 10-10 m). Core radius - ibinigay ng empirical formula R = R 0 A 1/3 kung saan R0= (1.3 ÷ 1.7) 10 -15 m. Gayunpaman, kapag ginagamit ang konseptong ito, kailangang mag-ingat dahil sa kalabuan nito, halimbawa, dahil sa paglabo ng pangunahing hangganan. Ang dami ng nucleus ay proporsyonal sa bilang ng mga nucleon sa nucleus. Dahil dito, ang density ng nuclear matter ay halos pareho para sa lahat ng nuclei: ρ » 10 17 kg/m 3 .