Combinación de protones y neutrones

Yuánzǐ zhōng suǒyǒu de zhízǐ hé zhōng zǐ jiéhé qǐlái jiù xíngchéngle yīgè hěn xiǎo de yuánzǐhé, tāmen yīqǐ yě kěyǐ bèi chēng wèi hézǐ. Yuánzǐhé de bànjìng yuē děngyú 1.07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézǐ de zǒngshù. Yuánzǐ bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncǐ yuánzǐhé de bànjìng yuǎn yuǎn xiǎoyú yuánzǐ de bànjìng. Hézǐ bèi néng zài duǎn jùlí shàng qǐ zuòyòng de cánliú qiánglì shùfù zài yīqǐ. Dāng jùlí xiǎoyú 2,5Fm de shíhòu, qiánglì yuǎn yuǎndàyújìng diànlì, yīncǐ tā nénggòu kèfú dài zhèng diàn de zhízǐ jiān de xiānghù páichì. Tóng zhǒng yuánsù de yuánzǐ dài yǒu xiāngtóng shùliàng de zhízǐ, zhège shù yě bèi chēng zuò yuánzǐ xùshù. Ér duìyú mǒu zhǒng tèdìng de yuánsù, zhōng zǐ shù shì kěyǐ biànhuà de, zhè yě jiù juédìngle gāi yuánzǐ shì zhè zhǒng yuánsù de nǎ yī zhǒng tóngwèisù. Zhízǐ shùliàng hé zhōng zǐ shùliàng juédìngle gāi yuánzǐ shì zhè zhǒng yuánsù de nǎ yī zhǒng hé sù. Zhōng zǐ shù juédìngle gāi yuánzǐ de wěndìng chéngdù, yīxiē tóngwèisù nénggòu zìfā jìnxíng fàngshèxìng shuāibiàn. Zhōng zǐ hé zhízǐ dōu shì fèi mǐzi de yī zhǒng, gēnjù liàngzǐ lìxué zhōng de pào lì bù xiāng róng yuánlǐ, bù kěnéng yǒu wánquán xiāngtóng de liǎng gè fèi mǐ zǐ tóngshí yǒngyǒu yīyàng liàngzǐ wùlǐ tài. Yīncǐ, yuánzǐhé zhōng de měi yīgè zhízǐ dōu zhànyòng bùtóng de néng jí, zhōng zǐ de qíngkuàng yě yǔ cǐ xiāngtóng. Bùguò pào lì bù xiāng róng yuánlǐ bìng méiyǒu jìnzhǐ yīgè zhízǐ hé yīgè zhōng zǐ yǒngyǒu xiāngtóng de liàngzǐ tài. Rúguǒ yīgè yuánzǐhé de zhízǐ shù hé zhōng zǐ shǔ bù xiāngtóng, nàme gāi yuánzǐhé hěn róngyì fāshēng fàngshèxìng shuāibiàn dào yīgè gèng dī de néng jí, bìngqiě shǐdé zhízǐ shù hé zhōng zǐ shù gèngjiā xiāngjìn. Yīncǐ, zhízǐ shù hé zhōng zǐ shù xiāngtóng huò hěn xiāngjìn de yuánzǐ gèngjiā bù róngyì shuāibiàn. Rán'ér, dāng yuánzǐ xùshù zhújiàn zēngjiā shí, yīnwèi zhízǐ zhī jiān de páichì lì zēngqiáng, xūyào gèng duō de zhōng zǐ lái shǐ zhěnggè yuánzǐhé biàn de wěndìng, suǒyǐ duì shàngshù qūshì yǒu suǒ yǐngxiǎng. Yīncǐ, dāng yuánzǐ xùshù dà yú 20 shí, jiù bùnéng zhǎodào yīgè zhízǐ shù yǔ zhōng zǐ shù xiāngděng ér yòu wěndìng de yuánzǐhéle. Suízhe Z de zēngjiā, zhōng zǐ hé zhízǐ de bǐlì zhújiàn qū yú 1.5. Hé jùbiàn shìyìtú, tú zhōng liǎng gè zhízǐ jùbiàn shēngchéng yīgè bāohán yǒu yīgè zhízǐ hé yīgè zhōng zǐ de dāo yuánzǐhé, bìng shìfàng chū yīgè zhèng diànzǐ (diànzǐ de fǎnwùzhí) yǐjí yīgè diànzǐ zhōng wēi zi. Yǔ cǐ xiāngfǎn de guòchéng shì hé lièbiàn. Rúguǒ hé jùbiàn hòu chǎnshēng de yuánzǐhé zhí liàng xiǎoyú jùbiàn qián yuánzǐ zhìliàng de zǒnghé, nàme gēnjù ài yīn sītǎn de zhí néng fāngchéng, zhè yīxiē zhìliàng de chà jiù zuòwéi néngliàng bèi shìfàngle. Zhège chābié shíjì shì yuánzǐhé zhī jiān de jiéhé néng, duìyú liǎng gè yuánzǐ xùshù zài tiě huò niè zhīqián de yuánzǐhé lái shuō. Zài a lìzǐ sǎnshè shíyàn zhōng, rénmen fāxiàn, yuánzǐ de zhìliàng jízhōng yú yīgè hěn xiǎo qiě dài zhèng diàn de wùzhí zhōng, zhè jiùshì yuánzǐhé. Yuánzǐhé yě chēng zuò hézǐ, yóu yuánzǐ zhōng suǒyǒu de zhízǐ hé zhōng zǐ zǔchéng, yuánzǐhé de bànjìng yuē děngyú 1.07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézǐ de zǒngshù. Yuánzǐ bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncǐ yuánzǐhé de bànjìng yuǎn yuǎn xiǎoyú yuánzǐ de bànjìng.展开949/5000Todos los protones y neutrones en un átomo se combinan para formar un núcleo muy pequeño, y juntos también se pueden llamar nucleones. El radio del núcleo es aproximadamente igual a 1.07×A^1/3 fm, donde A es el número total de núcleos. El orden del radio atómico es de aproximadamente 105 fm, por lo que el radio del núcleo es mucho más pequeño que el radio del átomo. Los núcleos están unidos por fuerzas fuertes residuales que pueden funcionar a distancias cortas. Cuando la distancia es inferior a 2,5 fm, la fuerza es mucho mayor que la fuerza electrostática, por lo que puede superar la repulsión mutua entre protones cargados positivamente.
Los átomos del mismo elemento tienen el mismo número de protones, y este número también se denomina número atómico. Para un elemento en particular, el número de neutrones puede variar, lo que determina qué isótopo del elemento es el átomo. El número de protones y neutrones determina qué tipo de elemento es el átomo. El número de neutrones determina la estabilidad del átomo, y algunos isótopos pueden sufrir espontáneamente descomposición radiactiva. Neutrones y protones son ambos tipos de fermiones. Según el principio de exclusión pauli en la mecánica cuántica, es imposible que dos fermiones idénticos tengan el mismo estado físico cuántico al mismo tiempo. Por lo tanto, cada protón en el núcleo ocupa un nivel de energía diferente, y lo mismo es cierto para los neutrones. Pero el principio de exclusión de Pauli no prohíbe que un protón y un neutrones tengan el mismo estado cuántico.
Si el número de protones y neutrones de un núcleo atómico no es el mismo, entonces el núcleo es propenso a la decaimiento radiactivo a un nivel de energía más bajo y hace que el número de protones y neutrones sea más similar. Por lo tanto, los átomos con el mismo o muy similar número de protones y neutrones son menos propensos a la decadencia. Sin embargo, cuando el número atómico aumenta gradualmente, debido a que la fuerza repulsiva entre protones aumenta, se necesitan más neutrones para estabilizar todo el núcleo, lo que afecta a la tendencia anterior. Por lo tanto, cuando el número atómico es mayor que 20, no se puede encontrar un núcleo estable con el mismo número de protones y neutrones. A medida que aumenta la Z, la proporción de neutrones a protones tiende gradualmente a 1,5.
Un diagrama esquemático de fusión nuclear. En la imagen, dos protones fusionados para formar un núcleo de deuterio que contenía un protón y un neutrones, y liberaron un positron (la antimateria de un electrón) y un neutrino de electrones. El proceso opuesto es la fisión nuclear.
Si la masa del núcleo atómico producido después de la fusión nuclear es menor que la suma de las masas atómicas antes de la fusión, entonces de acuerdo con la ecuación de masa-energía de Einstein, estas diferencias de masa se liberan como energía. Esta diferencia es en realidad la energía de unión entre núcleos, para dos núcleos con números atómicos antes de hierro o níquel.
En el experimento de dispersión de partículas alfa, la gente encontró que la masa del átomo se concentra en una sustancia pequeña y cargada positivamente, que es el núcleo.
El núcleo también se llama núcleo y consiste en todos los protones y neutrones en el átomo. El radio del núcleo es aproximadamente igual a 1.07×A^1/3 fm, donde A es el número total de núcleos. El orden del radio atómico es de aproximadamente 105 fm, por lo que el radio del núcleo es mucho más pequeño que el radio del átomo.