Атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него электронов. Размер ядра значительно меньше размера электронных орбит, т.е. размера самого атома. Т.к. атом в целом нейтральный, то суммарный заряд электронов должен быть равен заряду ядра.
В состав ядра входят положительные протоны и нейтроны, не имеющие заряда. Протоны и нейтроны, входящие в состав ядра, называют нуклонами.
Нуклоны составляют основную массу атома, т.е. масса ядра во много раз больше массы электронов.
Характеристики атомного ядра:
- зарядовое число Z – заряд ядра, отнесенный к элементарному заряду е, т.е. количество протонов в ядре, соответствует порядковому номеру элемента в таблице Менделеева;
- массовое число А – масса ядра в атомных единицах массы (а.е.м.), округленная до целых, т.е. суммарное количество протонов и нейтронов в ядре.
Следовательно, число нейтронов в ядре
Nn = A - Z.
Зарядовое и массовое числа Z и А можно найти из условного обозначения ядра:
Z |
Z |
|
|
A X или
X A,
Ядерные реакции – это процесс взаимодействия атомного ядра с элементарными частицами и ядрами других элементов, приводящий к преобразованию ядер. Пример записи ядерной реакции:
Z Z Z Z |
1 2 3 4
где Х и Y – химические символы исходных компонентов; В и С – химические символы продуктов реакции.
При протекании ядерной реакции выполняются законы сохранения:
– числа нуклонов (массового числа) A 1 + A 2 = A 3 + A 4 ;
– заряда
Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4;
Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождающееся испусканием радиоактивных излучений (α-, β-, и γ - лучей). При этом может наблюдаться:
–
2 |
(альфа-частиц).
–
-1 |
(бета-частиц).
–γ –излучение – испускание квантов электромагнитного излучения с большой энергией и малой длиной волны λ< 10-12 м.
Закон радиоактивного распада
N = N 0 × 2
- t
T, где N – число нераспавшихся ядер в момент
времени t, N0 – число ядер в начальный момент времени, Т -период полураспада вещества, т.е. промежуток времени, за которое распадается половина от имевшегося количества ядер в начале этого промежутка.
Число ядер, распавшихся за время t можно найти Np = N 0 - N.
- t
Т.к. масса вещества пропорциональна числу ядер, то
m = m 0 × 2 T.