ГРУППА 208. ФИЗИКА        

Тема «Строение атомного ядра. Ядерные силы»

    Исследования Резерфорда показали, что в центре атома находится положительно заряженное ядро. Встала задача – определить состав атомного ядра. Резерфорд при бомбардировки ядра атома   α-частицами обнаружил появление протонов – ядер атомов водорода. Был сделан вывод, что ядро состоит из протонов.

  Протон – частица, имеющая положительный заряд, равный модулю заряда электрона: 

 q  = 1,6 ∙10^-19   Кл, и массу m = 1,6726231∙ 10^-27 кг =1,673∙ 10^-27 кг. Однако было выяснено, что масса ядер значительно больше, чем суммарная масса протонов в ядре. Поэтому предположили, что, вероятно, в ядре находятся ещё частицы

                    В 1932 году Чедвиком, учеником Резерфорда был открыт нейтрон. Нейтрон – частица, не имеющая заряда, но имеющая массу m = 1,6749286 ∙10^-27  кг   или 1,675∙10^-27 кг. Масса нейтрона больше массы протона приблизительно на 2,5 массы электрона.

Сразу же после открытия нейтрона советский физик Д.Д. Иваненко и немецкий учёный В. Гейзенберг предложили протонно – нейтронную модель ядра. Согласно этой модели ядра состоят из двух видов частиц – протонов и нейтронов. Т.К. в целом атом нейтрален, а заряд протона равен модулю заряда электрона, то число протонов в ядре равно числу электронов в атомной оболочке. Поэтому, число    протонов в ядре равно порядковому номеру элемента Z  в периодической системе элементов Д.И.Менделеева.

 Сумму числа протонов Z  и числа нейтронов N в ядре называют массовым числом и обозначают буквой А:    А = Z+N. Протоны и нейтроны в ядре называют нуклонами.

Так как массы частиц очень малы, за единицу массы принимают 1/12 массы атома углерода: 1 а.е.м. = 1,661∙ 10^-27   кг, поэтому масса нейтрона равна  1,008888665 а.е.м., а масса протона равна 1,007276 а.е.м.  

В настоящее время известно более 1500 ядер, различающихся зарядовым и массовым числами или одним из них.

            ИЗОТОПЫ – это ядра с одним и тем же значением Z (числом протонов), но с различными массовыми числами  А, т.е. с различным числом N нейтронов. Например, у водорода три изотопа: протий  ₁¹Н, дейтерий ₁ ²Н, тритий  ₁³Н.     Изотопы одного и того же элемента могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми (радиоактивными).   Устойчивость ядер зависит от отношения числа нейтронов к числу протонов в ядре.

Так как большинство существующих в природе ядер устойчивы, то протоны и нейтроны должны удерживаться внутри ядра какими-то силами, причём очень большими. Это не кулоновские силы, не электромагнитные силы, а особые ядерные силы. Их свойства:

1) они в 100 раз превышают электрические силы. Это самые мощные силы из всех существующих в природе.

2) вторая особенность – их зарядовая независимость

3) Их короткодействие.

4 )Свойство насыщения. Каждый нуклон в ядре взаимодействует не со всеми нуклонами ядра, а с их конечным числом.

 

    ПРОЧИТАЙТЕ ВНИМАТЕЛЬНО КОНСПЕКТ И ВЫПОЛНИТЕ ЗАДАНИЯ:

 

1. По современным представлениям ядро  атома углерода состоит из :

     А) электронов и протонов                             в) одних протонов

     Б) нейтронов и позитронов                           г) протонов и нейтронов

 

2 Ядро атома аргона    ₁₈⁴⁰Аr  содержит:

    А) 18 протонов 40 нейтронов                        в) 40 протонов и 18 нейтронов

    Б)  18 протонов и 22 нейтрона                      г) 40 протонов и 22 нейтрона

3.  Электронная оболочка в нейтральном атоме фосфора содержит:

     А)46 электронов                                            в) 16 электронов

     Б) 31 электрон                                                г)  15 электронов

 

4. Ядро атома содержит 10 нейтронов и 9 протонов, и вокруг него обращается 8 электронов. Эта система частиц:

      А)   ион фтора                                               в) атом фтора

      Б) ион неона                                                  г) атом неона.

 

Ответьте на вопрос: ПОЧЕМУ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИМЕЮТ ДРОБНОЕ ЗНАЧЕНИЕ АТОМНОЙ МАССЫ? 

Желаю успеха!