в і протонів, позначається буквою А і називається масовим числом. Таку назву це число отримало тому, що твір А на масу окремого нуклона дуже близько до маси ядра. У нукліда з 7 протонами і 8 нейтронами Z=7 і А=15. Число нейтронів в ядрі N== А-Z.
Для позначення ядер застосовується символ ZXA, де під X мається на увазі хімічний символ даного елемента. Зліва вгорі ставиться масове число, ліворуч внизу-атомний номер (Z часто опускають).
Більшість хімічних елементів має по кілька різновидів - ізотопів, відрізняються значеннями масового числа А. Так, наприклад, водень має три ізотопи:
1 H 1 - звичайний водень, або протий (Z=1, N=0),
1 H 2 - важкий водень, або дейтерій (Z=1, N=1),
1 H 3 - тритій (Z=l, N=2).
У кисню є три стабільних ізотопи: 8 O 16, 8 O 17, 8 O 18, у олова - десять, і т. Д.
Ізотопи являють собою ядра з однаковим числом протоновZ.Ядра з однаковим масовим числом Аназиваются изобарами. Як приклад можна привести 18 Ar 40 і. 20 Са 40. Ядра з однаковим числом нейтронів N=А - Zносят назва ИЗОТОНА (6 C 13, 7 N 14). Нарешті, існують радіоактивні ядра з одінаковиміZі А, що відрізняються періодом напіврозпаду. Вони називаються ізомерами. Наприклад, є два ізомери ядра 35 Вr 80, в одного з них період напіврозпаду дорівнює 18мін, в іншого - 4,4 години.
Радіус ядра досить точно визначається формулою:
r=1,3 10 - 13 A 1/3 см=1, Зa 1/3 фермі (1.6)
(фермі- назва застосовуваної в ядерній фізиці одиниці довжини, рівної 10 - 13 см). Зі співвідношення (1.6) випливає, що обсяг ядра пропорційний числу нуклонів в ядрі.
В даний час відомо близько 1500 ядер, що розрізняються Z, або А, або і тим і іншим. Близько 1/4 цих ядер стійкі, решта радіоактивні. Багато ядра були отримані штучним шляхом за допомогою ядерних реакцій.
У природі зустрічаються елементи сZот 1 до 92, виключаючи технецій (Тс, Z=43) і прометий (Pm, Z=61). Плутоній (Pu, Z - 94) після отримання його штучним шляхом був виявлений в незначних кількостях у природному мінералі - смоляний обманці. Решта трансуранові (т. Е зауранові) елементи (сZот 93 до 104) були отримані тільки штучним шляхом за допомогою різних ядерних реакцій.
Трансуранові елементи кюрій (96 Cm), ейнштейній (99 Es), фермій (100 Fm) і менделевій (101 Md) отримали назви на честь видатних учених П. ім. Кюрі, А. Ейнштейна, Е. Фермі і Д. І. Менделєєва. Лоуреісій (103 Lw) названий на честь ізобретателяА- лотрона-Е. Лоуренса.
Елемент 104 був отриманий в 1964 р У СРСР вЛабораторіі ядерних реакцій Об'едіненногоінстітутаядерних досліджень у Дубні Г. Н. Флерова егосотруднікамі шляхом бомбардування плутоніевоймішені (Z=94) пучком іонів 10 Ne 22 (Z=10), прискорених до енергії 115Мев. Свою назву «курчатовий» 104-йелемент отримав на честь видатного советскогофізіка І. В. Курчатова.
Для стійких ядер характерно определенноеотношеніе числа нейтронів N до числа протоновZ.У легкіхядер це відношення близьке до одиниці. Помереувеліченія числа нуклонів в ядреN/Zрастет, достігаядля урану значення 1,6 (див. Рис. 1, на которомпо осіабсцісс відкладено масове число А, по осі ординат - відношення N до Z; точки на малюнку відповідають окремим стабільним ядрам).
Спін ядра.
Спини нуклонів складаються в результуючий спін ядра. Спін нуклона дорівнює 1/2. Тому згідно квантовим законам складання моментів квантове число спина ядра I буде напівцілим при непарному числі нуклонів А і цілим або нулем при парному А. Спини ядер I не перевищують декількох одиниць. Це вказує на те, що спини більшості нуклонів в ядрі взаємно компенсують один одного, розташовуючись антипараллельно. У всіх парному-парних ядер (т. Е ядер з парним числом протонів і парним числом нейтронів) спін дорівнює нулю.
Результуючий момент ядра М I складається з моментом електронної оболонки М J в повний момент імпульсу атома MF, який визначається квантовим чісломF.
З механічними моментами пов'язані магнітні моменти. Взаємодія магнітних моментів електронів і ядра призводить до того, що стану атома, які відповідають різним взаємним орієнтаціям М I і М J (т. Е разлічнимF), мають трохи відрізняється енергію.Взаімодействіем моментів (? L і? S обумовлюється тонка структура спектрів. Взаємодією ? I і? J визначається надтонка структура атомних спектрів. Розщеплення спектральних ліній, відповідне надтонкою структурі, настільки мало (порядку декількох сотих ангстрема), що може спостерігатися лише за допомогою приладів найвищою роздільної сили.
. Маса і енергія зв'язку ядра
Маса ядра...
