Comme déjà indiqué, un atome est constitué de trois types de particules élémentaires : les protons, les neutrons et les électrons. Le noyau atomique est la partie centrale d'un atome, constituée de protons et de neutrons. Les protons et les neutrons portent le nom commun de nucléon ; ils peuvent se transformer les uns dans les autres dans le noyau. Le noyau de l'atome le plus simple - l'atome d'hydrogène - est constitué d'une particule élémentaire - le proton.

Le diamètre du noyau d'un atome est d'environ 10 -13 – 10 -12 cm et correspond à 0,0001 du diamètre de l'atome. Cependant, la quasi-totalité de la masse de l'atome (99,95 à 99,98 %) est concentrée dans le noyau. S'il était possible d'obtenir 1 cm 3 de matière nucléaire pure, sa masse serait de 100 à 200 millions de tonnes. La masse du noyau d’un atome est plusieurs milliers de fois supérieure à la masse de tous les électrons qui composent l’atome.

Proton– une particule élémentaire, le noyau d’un atome d’hydrogène. La masse d'un proton est de 1,6721x10 -27 kg, soit 1836 fois supérieure à la masse d'un électron. La charge électrique est positive et égale à 1,66x10 -19 C. Un coulomb est une unité de charge électrique égale à la quantité d'électricité traversant la section transversale d'un conducteur en 1 s à un courant constant de 1A (ampère).

Chaque atome d'un élément contient un certain nombre de protons dans le noyau. Ce nombre est constant pour un élément donné et détermine sa valeur physique et Propriétés chimiques. Autrement dit, le nombre de protons détermine à quel élément chimique nous avons affaire. Par exemple, s’il y a un proton dans le noyau, c’est l’hydrogène, s’il y a 26 protons, c’est le fer. Le nombre de protons dans le noyau atomique détermine la charge du noyau (numéro de charge Z) et numéro de sérieélément du tableau périodique des éléments D.I. Mendeleev (numéro atomique de l'élément).

Nneutron– une particule électriquement neutre d'une masse de 1,6749 x10 -27 kg, soit 1839 fois la masse d'un électron. Un neurone à l'état libre est une particule instable ; il se transforme indépendamment en proton avec l'émission d'un électron et d'un antineutrino. La demi-vie des neutrons (le temps pendant lequel la moitié du nombre initial de neutrons se désintègre) est d'environ 12 minutes. Cependant, dans un état lié à l’intérieur de noyaux atomiques stables, il est stable. Nombre total Les nucléons (protons et neutrons) du noyau sont appelés nombre de masse (masse atomique - A). Le nombre de neutrons inclus dans le noyau est égal à la différence entre les nombres de masse et de charge : N = A – Z.

Électron– une particule élémentaire, porteuse de la plus petite masse – 0,91095x10 -27 g et de la plus petite charge électrique – 1,6021x10 -19 C. C'est une particule chargée négativement. Le nombre d'électrons dans un atome est égal au nombre de protons dans le noyau, c'est-à-dire l'atome est électriquement neutre.

Positron– une particule élémentaire à charge électrique positive, une antiparticule par rapport à l'électron. La masse de l'électron et du positron est égale et les charges électriques sont égales en valeur absolue, mais opposées en signe.

Les différents types de noyaux sont appelés nucléides. Un nucléide est un type d’atome contenant un nombre donné de protons et de neutrons. Dans la nature, il existe des atomes d'un même élément avec des masses atomiques (numéros de masse) différentes : 17 35 Cl, 17 37 Cl, etc. Les noyaux de ces atomes contiennent le même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons. Les variétés d'atomes du même élément qui ont la même charge nucléaire mais des nombres de masse différents sont appelées isotopes . Ayant le même nombre de protons, mais différant par le nombre de neutrons, les isotopes ont la même structure de couches électroniques, c'est-à-dire propriétés chimiques très similaires et occupent la même place dans le tableau périodique des éléments chimiques.

Les isotopes sont désignés par le symbole du correspondant élément chimique avec l'indice A situé en haut à gauche - le nombre de masse, parfois le nombre de protons (Z) est également donné en bas à gauche. Par exemple, les isotopes radioactifs du phosphore sont désignés respectivement 32 P, 33 P ou 15 32 P et 15 33 P. Lors de la désignation d'un isotope sans indiquer le symbole de l'élément, le numéro de masse est donné après la désignation de l'élément, par exemple phosphore - 32, phosphore - 33.

La plupart des éléments chimiques possèdent plusieurs isotopes. En plus de l'isotope de l'hydrogène 1H-protium, l'hydrogène lourd 2H-deutérium et l'hydrogène super lourd 3H-tritium sont connus. L'uranium possède 11 isotopes ; dans les composés naturels, il y en a trois (uranium 238, uranium 235, uranium 233). Ils possèdent respectivement 92 protons et 146,143 et 141 neutrons.

Actuellement, plus de 1 900 isotopes de 108 éléments chimiques sont connus. Parmi ceux-ci, les isotopes naturels comprennent tous les isotopes stables (environ 280 d'entre eux) et naturels qui font partie des familles radioactives (dont 46). Le reste est classé comme artificiel ; ils sont obtenus artificiellement à la suite de diverses réactions nucléaires.

Le terme « isotopes » ne devrait être utilisé que dans les cas où nous parlons de sur les atomes du même élément, par exemple les isotopes du carbone 12 C et 14 C. S'il s'agit d'atomes d'éléments chimiques différents, il est recommandé d'utiliser le terme « nucléides », par exemple les radionucléides 90 Sr, 131 J, 137 Cs .

>>Bâtiment noyau atomique. Forces nucléaires

§ 104 STRUCTURE DU NOYAU ATOMIQUE. FORCES NUCLÉAIRES

Immédiatement après la découverte du neutron dans les expériences de Chadwick, physicien soviétique D. D. Ivanenko et le scientifique allemand W. Heisenberg ont proposé en 1932 un modèle proton-neutron du noyau. Cela a été confirmé par des études ultérieures sur les transformations nucléaires et est désormais généralement accepté.

Modèle proton-neutron du noyau. Selon le modèle proton-neutron, les noyaux sont constitués de deux types de particules élémentaires : les protons et les neutrons.

Puisque, dans l'ensemble, l'atome est électriquement neutre et que la charge du proton est égale au module de charge de l'électron électronique, le nombre de protons dans le noyau est égal au nombre d'électrons dans la coque atomique. . Par conséquent, le nombre de protons dans le noyau est égal au numéro atomique de l'élément Z dans le tableau périodique des éléments de D.I. Mendeleev.

La somme du nombre de protons Z et du nombre de neutrons N dans le noyau est appelée nombre de masse et est désignée par la lettre A :

A = Z + N. (13.2)

Les masses d'un proton et d'un neutron sont proches l'une de l'autre et chacune est approximativement égale à une unité de masse atomique. La masse des électrons d’un atome est bien inférieure à la masse de son noyau. Par conséquent, le nombre de masse du noyau est égal au nombre de masse relatif arrondi à un nombre entier. masse atomiqueélément. Les nombres de masse peuvent être déterminés en mesurant approximativement la masse des noyaux à l’aide d’instruments peu précis.

Les isotopes sont des noyaux de même valeur mais avec des nombres de masse A différents, c'est-à-dire avec des nombres de neutrons N différents.

Forces nucléaires. Puisque les noyaux sont très stables, les protons et les neutrons doivent être retenus à l’intérieur du noyau par certaines forces, et en plus très puissantes. Quelles sont ces forces ? On peut immédiatement dire que ce n'est pas forces gravitationnelles qui sont trop faibles. La stabilité du noyau ne peut pas non plus s’expliquer par des forces électromagnétiques, puisque la répulsion électrique s’opère entre des protons de même charge. Et les neutrons n’ont aucune charge électrique.

Cela signifie qu'entre les particules nucléaires - les protons et les neutrons (appelés nucléons) - il existe des forces spéciales appelées forces nucléaires.

Quelles sont les principales propriétés des forces nucléaires ? Les forces nucléaires sont environ 100 fois supérieures aux forces électriques (de Coulomb). Ce sont les plus forces puissantes de toutes les choses existantes pourrissant dans la nature. Par conséquent, les interactions entre particules nucléaires sont souvent appelées interactions fortes.

Les interactions fortes ne se manifestent pas seulement dans les interactions des nucléons dans le noyau. Il s'agit d'un type particulier d'interaction inhérent à la plupart des particules élémentaires, ainsi que les interactions électromagnétiques.

Une autre caractéristique importante des forces nucléaires est leur courte portée. Les forces électromagnétiques s’affaiblissent relativement lentement avec l’augmentation de la distance. Les forces nucléaires ne se manifestent sensiblement qu'à des distances égales à la taille du noyau (10 -12 -10 -13 cm), ce qui a déjà été démontré par les expériences de Rutherford sur la diffusion des particules par les noyaux atomiques. Les forces nucléaires sont, pour ainsi dire, « un héros aux bras très courts ». Une théorie quantitative complète des forces nucléaires n’a pas encore été développée. Des progrès significatifs dans son développement ont été réalisés assez récemment - au cours des 10 à 15 dernières années.

Les noyaux des atomes sont constitués de protons et de neutrons. Ces particules sont retenues dans le noyau par les forces nucléaires.

Quelles sont les principales caractéristiques des forces nucléaires !

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Noyau atomique
Noyau atomique

Noyau atomique - la partie centrale et très compacte de l'atome, dans laquelle sont concentrées la quasi-totalité de sa masse et toute la charge électrique positive. Le noyau, retenant les électrons près de lui par les forces coulombiennes en quantité qui compense sa charge positive, forme un atome neutre. La plupart des noyaux ont une forme proche de la sphère et un diamètre de ≈ 10 à 12 cm, soit quatre ordres de grandeur plus petit que le diamètre d'un atome (10 à 8 cm). La densité de la substance dans le noyau est d'environ 230 millions de tonnes/cm 3 .
Le noyau atomique a été découvert en 1911 à la suite d'une série d'expériences sur la diffusion de particules alpha par de fines feuilles d'or et de platine, réalisées à Cambridge (Angleterre) sous la direction d'E. Rutherford. En 1932, après la découverte du neutron par J. Chadwick, il devint clair que le noyau était constitué de protons et de neutrons.
(V. Heisenberg, D.D. Ivanenko, E. Majorana).
Pour désigner un noyau atomique, on utilise le symbole de l'élément chimique de l'atome qui contient le noyau, et l'index supérieur gauche de ce symbole montre le nombre de nucléons (nombre de masse) dans ce noyau, et l'index inférieur gauche montre le nombre de protons qu'il contient. Par exemple, un noyau de nickel contenant 58 nucléons, dont 28 protons, est désigné . Ce même noyau peut également être désigné 58 Ni, ou nickel-58.

Le noyau est un système de protons et de neutrons densément emballés se déplaçant à une vitesse de 10 9 -10 10 cm/sec et maintenus par des forces nucléaires puissantes et à courte portée d'attraction mutuelle (leur zone d'action est limitée à des distances de ≈ 10-13cm). Les protons et les neutrons mesurent environ 10 à 13 cm et sont considérés comme deux différents états une particule appelée nucléon. Le rayon du noyau peut être estimé approximativement par la formule R ≈ (1,0-1,1)·10 -13 A 1/3 cm, où A est le nombre de nucléons (le nombre total de protons et de neutrons) dans le noyau. En figue. La figure 1 montre comment la densité de matière change (en unités de 10 14 g/cm 3) à l'intérieur d'un noyau de nickel, composé de 28 protons et 30 neutrons, en fonction de la distance r (en unités de 10 -13 cm) au centre du noyau.
L'interaction nucléaire (interaction entre les nucléons dans un noyau) se produit du fait que les nucléons échangent des mésons. Cette interaction est une manifestation de la forte interaction plus fondamentale entre les quarks qui composent les nucléons et les mésons (de la même manière que les forces de liaison chimique dans les molécules sont une manifestation des forces électromagnétiques plus fondamentales).
Le monde des noyaux est très diversifié. Environ 3 000 noyaux sont connus, différant les uns des autres soit par le nombre de protons, soit par le nombre de neutrons, soit les deux. La plupart d'entre eux sont obtenus artificiellement.
Seuls 264 cœurs sont stables, c'est-à-dire ne subissent aucune transformation spontanée au fil du temps, appelée désintégration. Les autres subissent diverses formes de désintégration - la désintégration alpha (l'émission d'une particule alpha, c'est-à-dire le noyau d'un atome d'hélium) ; désintégration bêta (émission simultanée d'un électron et d'un antineutrino ou d'un positron et d'un neutrino, ainsi que absorption d'un électron atomique avec émission d'un neutrino) ; désintégration gamma (émission de photons) et autres.
Les différents types de noyaux sont souvent appelés nucléides. Nuclides avec le même nombre de protons et différents numéros les neutrons sont appelés isotopes. Les nucléides ayant le même nombre de nucléons, mais des rapports différents de protons et de neutrons, sont appelés isobares. Les noyaux légers contiennent à peu près autant de protons que de neutrons. Dans les noyaux lourds, le nombre de neutrons est environ 1,5 fois supérieur au nombre de protons. Le noyau le plus léger est le noyau de l’atome d’hydrogène, constitué d’un proton. Les noyaux connus les plus lourds (ils sont obtenus artificiellement) possèdent un nombre de nucléons ≈290. Parmi eux, 116 à 118 sont des protons.
Différentes combinaisons du nombre de protons Z et de neutrons correspondent à différents noyaux atomiques. Les noyaux atomiques existent (c'est-à-dire leur durée de vie t > 10 -23 s) dans une plage assez étroite de changements dans les nombres Z et N. De plus, tous les noyaux atomiques sont divisés en deux grands groupes : stables et radioactifs (instables). Les noyaux stables sont regroupés près de la ligne de stabilité, qui est déterminée par l'équation

Riz. 2. Diagramme néo-zélandais des noyaux atomiques.

En figue. La figure 2 montre le diagramme NZ des noyaux atomiques. Les points noirs indiquent des noyaux stables. La région où se trouvent les noyaux stables est généralement appelée la vallée de stabilité. Du côté gauche des noyaux stables se trouvent des noyaux surchargés en protons (noyaux riches en protons), à droite des noyaux surchargés en neutrons (noyaux riches en neutrons). Les noyaux atomiques actuellement découverts sont surlignés en couleur. Il y en a environ 3,5 mille. On estime qu’il devrait y en avoir entre 7 et 7,5 mille au total. Les noyaux riches en protons (couleur framboise) sont radioactifs et deviennent stables principalement à cause des désintégrations β + ; le proton inclus dans le noyau est converti en neutron. Les noyaux riches en neutrons (couleur bleue) sont également radioactifs et deviennent stables suite à - - des désintégrations, avec la transformation d'un neutron du noyau en proton.
Les isotopes stables les plus lourds sont ceux du plomb (Z = 82) et du bismuth (Z = 83). Les noyaux lourds, ainsi que les processus de désintégration β + et β -, sont également sujets à la désintégration α ( jaune) et la fission spontanée, qui deviennent leurs principaux canaux de désintégration. La ligne pointillée sur la Fig. 2 décrit la région d'existence possible de noyaux atomiques. La ligne B p = 0 (B p est l'énergie de séparation des protons) limite la région d'existence des noyaux atomiques sur la gauche (ligne d'égouttement des protons). Ligne B n = 0 (B n – énergie de séparation des neutrons) – à droite (ligne de goutte à goutte de neutrons). En dehors de ces limites, les noyaux atomiques ne peuvent exister car ils se désintègrent de manière caractéristique. temps nucléaire(~10 -23 – 10 -22 s) avec émission de nucléons.
Lorsque deux noyaux légers se combinent (synthèse) et divisent un noyau lourd en deux fragments plus légers, de grandes quantités d'énergie sont libérées. Ces deux méthodes d’obtention d’énergie sont les plus efficaces de toutes connues. Donc 1 gramme de combustible nucléaire équivaut à 10 tonnes carburant chimique. La fusion nucléaire (réactions thermonucléaires) est la source d'énergie des étoiles. Une fusion incontrôlée (explosive) se produit lorsqu’une bombe thermonucléaire (ou dite « à hydrogène ») explose. La fusion contrôlée (lente) est à la base d'une source d'énergie prometteuse en cours de développement : un réacteur thermonucléaire.
Une fission incontrôlée (explosive) se produit lorsqu'une bombe atomique explose. La fission contrôlée est réalisée dans les réacteurs nucléaires, qui sont les sources d'énergie des centrales nucléaires.
La mécanique quantique et divers modèles sont utilisés pour décrire théoriquement les noyaux atomiques.
Le noyau peut se comporter à la fois comme un gaz (gaz quantique) et comme un liquide (liquide quantique). Le liquide nucléaire froid possède des propriétés superfluides. Dans un noyau très chauffé, les nucléons se désintègrent en leurs quarks constitutifs. Ces quarks interagissent en échangeant des gluons. À la suite de cette désintégration, l'ensemble des nucléons à l'intérieur du noyau se transforme en un nouvel état de la matière : le plasma quark-gluon.

Le noyau atomique est la partie centrale de l'atome, dans laquelle est concentrée l'essentiel de sa masse (plus de 99,9 %). Le noyau est chargé positivement ; la charge du noyau est déterminée par l’élément chimique auquel appartient l’atome. La taille des noyaux de divers atomes est de plusieurs femtomètres, ce qui est plus de 10 000 fois plus petit que la taille de l'atome lui-même.

Le noyau atomique, considéré comme une classe de particules possédant un certain nombre de protons et de neutrons, est généralement appelé nucléide. Le nombre de protons dans un noyau est appelé son numéro de charge - ce nombre est égal au numéro atomique de l'élément auquel appartient l'atome dans le tableau ( Tableau périodiqueéléments) de Mendeleïev. Le nombre de protons dans le noyau détermine la structure couche électronique atome neutre et donc les propriétés chimiques de l’élément correspondant. Le nombre de neutrons dans un noyau est appelé nombre isotopique. Les noyaux ayant le même nombre de protons et un nombre différent de neutrons sont appelés isotopes.

En 1911, Rutherford, dans son rapport « La diffusion des rayons α et β et la structure de l'atome » à la Manchester Philosophical Society, déclarait :

La diffusion des particules chargées peut être expliquée en supposant un atome constitué d’une charge électrique centrale concentrée en un point et entourée d’une distribution sphérique uniforme d’électricité opposée d’égale ampleur. Avec cette disposition de l'atome, les particules α et β, lorsqu'elles passent à une distance proche du centre de l'atome, subissent de grands écarts, bien que la probabilité d'un tel écart soit faible.

Ainsi, Rutherford découvrit le noyau atomique et, à partir de ce moment, commença la physique nucléaire, étudiant la structure et les propriétés des noyaux atomiques.

Après la découverte des isotopes stables des éléments, le noyau de l'atome le plus léger s'est vu attribuer le rôle de particule structurelle de tous les noyaux. Depuis 1920, le noyau de l’atome d’hydrogène porte le nom officiel de proton. Après la théorie intermédiaire proton-électron de la structure du noyau, qui présentait de nombreux défauts évidents, elle contredisait tout d'abord les résultats expérimentaux des mesures de spins et moments magnétiques noyaux, en 1932 James Chadwick découvrit une nouvelle particule électriquement neutre appelée neutron. La même année, Ivanenko et, indépendamment, Heisenberg ont émis l'hypothèse de la structure proton-neutron du noyau. Par la suite, avec le développement de la physique nucléaire et de ses applications, cette hypothèse s’est complètement confirmée.

Radioactivité

Désintégration radioactive (du latin radius « rayon » et āctīvus « actif ») - un changement spontané de composition (charge Z, nombre de masse A) ou structure interne noyaux atomiques instables en émettant des particules élémentaires, des rayons gamma et/ou des fragments nucléaires. Le processus de désintégration radioactive est également appelé radioactivité et les noyaux correspondants (nucléides, isotopes et éléments chimiques) sont radioactifs. Les substances contenant des noyaux radioactifs sont également appelées radioactives.

La loi de la désintégration radioactive est une loi découverte expérimentalement par Frederick Soddy et Ernest Rutherford et formulée en 1903. Formulation moderne de la loi :

ce qui signifie que le nombre de désintégrations sur un intervalle de temps t dans une substance arbitraire est proportionnel au nombre N d'atomes radioactifs d'un type donné présents dans l'échantillon.

En cela expression mathématiqueλ est la constante de désintégration, qui caractérise la probabilité de désintégration radioactive par unité de temps et a une dimension c −1. Le signe moins indique une diminution du nombre de noyaux radioactifs au fil du temps. La loi exprime l'indépendance de la désintégration des noyaux radioactifs les uns par rapport aux autres et au temps : la probabilité de désintégration d'un noyau donné dans chaque unité de temps ultérieure ne dépend pas du temps qui s'est écoulé depuis le début de l'expérience et de le nombre de noyaux restant dans l'échantillon.

La solution à cela équation différentielle a la forme :

Ou, où T est la demi-vie égale au temps pendant lequel le nombre d'atomes radioactifs ou l'activité de l'échantillon diminue de 2 fois.

12. Réactions nucléaires.

Une réaction nucléaire est le processus d'interaction d'un noyau atomique avec un autre noyau ou particule élémentaire, accompagné d'une modification de la composition et de la structure du noyau. La conséquence de l'interaction peut être une fission nucléaire, l'émission de particules élémentaires ou de photons. L'énergie cinétique des particules nouvellement formées peut être beaucoup plus élevée que celle d'origine, et on parle de libération d'énergie par une réaction nucléaire.

Types de réactions nucléaires

La réaction de fission nucléaire est le processus de division d'un noyau atomique en deux (moins souvent trois) noyaux de masses similaires, appelés fragments de fission. À la suite de la fission, d'autres produits de réaction peuvent également apparaître : des noyaux légers (principalement des particules alpha), des neutrons et des rayons gamma. La fission peut être spontanée (spontanée) et forcée (résultant d'une interaction avec d'autres particules, principalement avec des neutrons). La fission des noyaux lourds est un processus exoénergétique à la suite duquel un grand nombre deénergie sous forme d'énergie cinétique des produits de réaction, ainsi que du rayonnement.

La fission nucléaire sert de source d'énergie dans les réacteurs nucléaires et les armes nucléaires.

La réaction de fusion nucléaire est le processus de fusion de deux noyaux atomiques pour former un nouveau noyau plus lourd.

En plus du nouveau noyau, lors de la réaction de fusion, divers particules élémentaires et (ou) des quanta de rayonnement électromagnétique.

Sans apport d'énergie externe, la fusion des noyaux est impossible, car les noyaux chargés positivement subissent des forces de répulsion électrostatiques - c'est ce qu'on appelle la « barrière coulombienne ». Pour synthétiser des noyaux, il est nécessaire de les rapprocher d'une distance d'environ 10 à 15 m, à laquelle l'action d'une interaction forte dépassera les forces de répulsion électrostatique. Ceci est possible si l'énergie cinétique des noyaux qui s'approchent dépasse la barrière coulombienne.

Réaction photonucléaire

Lorsqu'un quantum gamma est absorbé, le noyau reçoit un excès d'énergie sans modifier sa composition en nucléons, et un noyau avec un excès d'énergie est un noyau composé. Comme d’autres réactions nucléaires, l’absorption d’un quantum gamma par un noyau n’est possible que si les relations d’énergie et de spin nécessaires sont respectées. Si l'énergie transférée au noyau dépasse l'énergie de liaison d'un nucléon dans le noyau, alors la désintégration du noyau composé résultant se produit le plus souvent avec l'émission de nucléons, principalement de neutrons.

Enregistrement des réactions nucléaires

La méthode d'écriture des formules pour les réactions nucléaires est similaire à l'écriture des formules pour les réactions chimiques, c'est-à-dire que la somme des particules d'origine est écrite à gauche, la somme des particules résultantes (produits de réaction) est écrite à droite et un une flèche est placée entre eux.

Ainsi, la réaction de capture radiative d'un neutron par un noyau de cadmium-113 s'écrit comme suit :

On voit que le nombre de protons et de neutrons à droite et à gauche reste le même (le nombre de baryons est conservé). Il en va de même pour les charges électriques, les nombres de leptons et d'autres grandeurs (énergie, moment, moment cinétique, ...). Dans certaines réactions impliquant une interaction faible, les protons peuvent se transformer en neutrons et vice versa, mais leur nombre total ne change pas.

STRUCTURE DU NOYAU ATOMIQUE

En 1932 après la découverte du proton et du neutron par les scientifiques D.D. Ivanenko (URSS) et W. Heisenberg (Allemagne) ont été nommés modèle proton-neutron du noyau atomique.

Selon ce modèle :
- les noyaux de tous les éléments chimiques sont constitués de nucléons : protons et neutrons
- la charge nucléaire est due uniquement aux protons
- le nombre de protons dans le noyau est égal au numéro atomique de l'élément
- le nombre de neutrons est égal à la différence entre le nombre de masse et le nombre de protons (N=A-Z)

Symbole de base atome d'un élément chimique :

X – symbole de l'élément chimique

A est le nombre de masse, qui indique :
- masse du noyau en unités de masse atomique entière (amu)
(1 amu = 1/12 de la masse d'un atome de carbone)
- nombre de nucléons dans le noyau
- (A = N + Z), où N est le nombre de neutrons dans le noyau d'un atome

Z – numéro de charge, qui indique :
- charge nucléaire en élémentaire charges électriques(e.e.z.)
(1 e.e.z. = charge électronique = 1,6 x 10 -19 C)
- nombre de protons
- nombre d'électrons dans un atome
- numéro de série dans le tableau périodique

La masse du noyau est toujours inférieure à la somme des masses au repos des protons et neutrons libres qui le composent.
Cela s'explique par le fait que les protons et les neutrons du noyau sont très fortement attirés les uns vers les autres. Les séparer demande beaucoup de travail. Par conséquent, l’énergie totale au repos du noyau n’est pas égale à l’énergie au repos de ses particules constitutives. C'est moins en raison de la quantité de travail nécessaire pour vaincre les forces gravitationnelles nucléaires.
La différence entre la masse du noyau et la somme des masses des protons et des neutrons est appelée défaut de masse.

Rappelez-vous le sujet « Physique atomique » pour la 9e année :

Radioactivité.
Transformations radioactives.
Composition du noyau atomique. Forces nucléaires.
Énergie de communication. Défaut de masse
Fission des noyaux d'uranium.
Réaction nucléaire en chaîne.
Réacteur nucléaire.
Réaction thermonucléaire.

Autres pages sur le thème « Physique atomique » pour les classes 10-11 :

COMMENT NOUS AVONS ÉTUDIÉ L'ATOME

Un atome est un noyau de protons et de neutrons autour duquel tournent des électrons. Les tailles des atomes sont millièmes de micron. Mais il y en a aussi d'autres "atomes" géants d'un diamètre d'environ 10 kilomètres. Un tel « atome » a été découvert pour la première fois en 1967, et on en connaît aujourd’hui plus d’un millier. Ce étoiles à neutrons – les restes de supernova, qui sont en réalité d’énormes noyaux atomiques, composés à 90 % de neutrons et à 10 % de protons, et entourés d’une « atmosphère » d’électrons.
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Dans les années 1920, un jeune physicien effectue un stage chez E. Rutherford. Deux mois plus tard, Rutherford l'a invité chez lui et lui a dit que rien ne fonctionnerait. "Pourquoi ? Après tout, je travaille 20 heures par jour !?" - le jeune homme s'y est opposé. "C'est mauvais ! Vous il n'y a plus de temps penser! "- répondit Rutherford.

En 1908, le célèbre physicien Ernest Rutherford a déclaré qu'il avait été confronté à de nombreuses transformations dans la nature, mais qu'il aurait difficilement pu prévoir une transformation aussi momentanée. – Des physiciens aux chimistes ! En 1908, E. Rutherford reçut prix Nobel en chimie pour son travail dans le domaine de la recherche atomique. À cette époque, la recherche sur la structure de l’atome et la radioactivité était classée comme chimie.