Строение атома и ядра

Состав ядра. Изотопы

Пёрышкин «Физика 9», §57–58

Два вида частиц в ядре

Ядро состоит из протонов (заряд +1, масса 1) и нейтронов (заряд 0, масса 1). Вместе их называют нуклонами.

{}^{A}_{Z}X

Z

— зарядовое число (число протонов),

A

— массовое число (число нуклонов)

Как читать запись ядра3

Нижний индекс $Z$ — заряд ядра в элементарных зарядах, он же порядковый номер элемента и число электронов в нейтральном атоме.

Верхний индекс $A$ — общее число нуклонов, то есть протонов и нейтронов.

Число нейтронов находят вычитанием: $N = A - Z$ . Это самый частый вопрос по теме в ОГЭ.

Изотопы

Изотопы — ядра одного элемента с разным числом нейтронов:

Z

одинаково,

A

разное.

Почему изотопы — это один и тот же элемент3

Химические свойства задаёт электронная оболочка, а её строение определяется зарядом ядра $Z$ . Нейтроны заряда не несут и на химию почти не влияют.

Пример: ${}^{1}_{1}\mathrm{H}$ , ${}^{2}_{1}\mathrm{H}$ (дейтерий) и ${}^{3}_{1}\mathrm{H}$ (тритий) — всё это водород.

А вот ядерные свойства у изотопов разные: один стабилен, другой радиоактивен.

Не путай $A$ и $Z$ .

Z

— сколько протонов,

A

— сколько нуклонов всего. Нейтронов ровно

A - Z

, а не

A

Что держит ядро

Протоны в ядре отталкиваются электрически, но их удерживают ядерные силы — гораздо более мощные, но действующие лишь на расстояниях порядка размера ядра.

Свойства ядерных сил3

Они не зависят от заряда: протон–протон, протон–нейтрон и нейтрон–нейтрон притягиваются одинаково.

Они короткодействующие: за пределами ядра практически исчезают, поэтому не удерживают соседние атомы.

Именно поэтому у тяжёлых ядер нейтронов больше, чем протонов: лишние нейтроны добавляют притяжения, не добавляя отталкивания.

⚗

Опыт в Физлабе

Атом и ядро: дефект масс

Собери ядро из нуклонов и посмотри, куда девается недостающая масса.

Открыть опыт

Разобранные примеры

Сколько протонов и нейтронов в ядре

^{27}_{13}\text{Al}

?разбор

Нижнее число — заряд: протонов $13$ .
Верхнее — массовое число: $27$ . Нейтронов $27-13=14$ .

Ответ:

13

протонов,

14

нейтронов

Чем отличаются изотопы одного элемента?разбор

У изотопов одинаковое число протонов — значит это один и тот же элемент.
Различается число нейтронов, а с ним и массовое число.
Химические свойства почти одинаковы, а ядерные могут сильно различаться.

Ответ: числом нейтронов

Опыт Резерфорда. Строение …Радиоактивность. Виды излу…