Θεωρία της δομής των ατομικών πυρήνων. Η δομή του ατόμου και του ατομικού πυρήνα. Ατομικός πυρήνας

« Φυσική - 11η τάξη"

Η δομή του ατομικού πυρήνα. Πυρηνικές δυνάμεις

Αμέσως μετά την ανακάλυψη του νετρονίου στα πειράματα του Τσάντγουικ, Σοβιετικός φυσικόςΟ D. D. Ivanenko και ο Γερμανός επιστήμονας W. Heisenberg το 1932 πρότειναν ένα μοντέλο πρωτονίων-νετρονίων του πυρήνα.
Επιβεβαιώθηκε από μεταγενέστερες μελέτες πυρηνικών μετασχηματισμών και είναι πλέον γενικά αποδεκτό.

Μοντέλο πρωτονίων-νετρονίων του πυρήνα

Σύμφωνα με το μοντέλο πρωτονίων-νετρονίων, οι πυρήνες αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδιαδύο τύπους - πρωτόνια και νετρόνια.

Δεδομένου ότι το άτομο στο σύνολό του είναι ηλεκτρικά ουδέτερο και το φορτίο ενός πρωτονίου είναι ίσο με το μέτρο του φορτίου ενός ηλεκτρονίου, ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο ατομικό κέλυφος.
Επομένως, ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα είναι ίσος με τον ατομικό αριθμό του στοιχείου Ζστο περιοδικό σύστημα στοιχείων του D.I. Mendeleev.

Το άθροισμα του αριθμού των πρωτονίων Ζκαι τον αριθμό των νετρονίων Νστον πυρήνα ονομάζεται μαζικός αριθμόςκαι συμβολίζεται με το γράμμα ΕΝΑ:

Α = Ζ + Ν

Οι μάζες ενός πρωτονίου και ενός νετρονίου είναι κοντά μεταξύ τους και καθεμία από αυτές είναι περίπου ίση με μια μονάδα ατομικής μάζας.
Η μάζα των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο είναι πολύ μικρότερη από τη μάζα του πυρήνα του.
Επομένως, ο μαζικός αριθμός του πυρήνα είναι ίσος με τη σχετική ατομική μάζα του στοιχείου που στρογγυλοποιείται σε έναν ακέραιο αριθμό.
Οι αριθμοί μάζας μπορούν να προσδιοριστούν μετρώντας κατά προσέγγιση τη μάζα των πυρήνων χρησιμοποιώντας όργανα που δεν είναι ιδιαίτερα ακριβή.

Τα ισότοπα είναι πυρήνες με την ίδια τιμή Ζ, αλλά με διαφορετικούς μαζικούς αριθμούς ΕΝΑ, δηλαδή με διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων Ν.

Πυρηνικές δυνάμεις

Δεδομένου ότι οι πυρήνες είναι πολύ σταθεροί, τα πρωτόνια και τα νετρόνια πρέπει να συγκρατούνται μέσα στον πυρήνα από ορισμένες δυνάμεις, και μάλιστα πολύ ισχυρές.
Δεν είναι βαρυτικές δυνάμειςπου είναι πολύ αδύναμα.
Η σταθερότητα του πυρήνα δεν μπορεί να εξηγηθεί ούτε με ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις, αφού η ηλεκτρική απώθηση λειτουργεί μεταξύ ομο-φορτισμένων πρωτονίων.
Και τα νετρόνια δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο.

Αυτό σημαίνει ότι μεταξύ των πυρηνικών σωματιδίων - πρωτονίων και νετρονίων, ονομάζονται νουκλεόνια- καλούνται ειδικές δυνάμεις πυρηνικές δυνάμεις.

Ποιες είναι οι κύριες ιδιότητες των πυρηνικών δυνάμεων; Οι πυρηνικές δυνάμεις είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερες από τις ηλεκτρικές δυνάμεις (Coulomb).
Αυτά είναι τα περισσότερα ισχυρές δυνάμειςόλων των υπαρχόντων στη φύση.
Ως εκ τούτου, οι αλληλεπιδράσεις των πυρηνικών σωματιδίων ονομάζονται συχνά ισχυρές αλληλεπιδράσεις.

Οι ισχυρές αλληλεπιδράσεις εκδηλώνονται όχι μόνο στις αλληλεπιδράσεις των νουκλεονίων στον πυρήνα.
Αυτός είναι ένας ειδικός τύπος αλληλεπίδρασης που είναι εγγενής στα περισσότερα στοιχειώδη σωματίδια μαζί με τις ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις.

Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό των πυρηνικών δυνάμεων είναι η σύντομη διάρκειά τους.
Οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις εξασθενούν σχετικά αργά με την αύξηση της απόστασης.
Οι πυρηνικές δυνάμεις εκδηλώνονται αισθητά μόνο σε αποστάσεις ίσες με το μέγεθος του πυρήνα (10 -12 -10 -13 cm), κάτι που φάνηκε ήδη από τα πειράματα του Rutherford σχετικά με τη διασπορά των α-σωματιδίων από τους ατομικούς πυρήνες.
Μια πλήρης ποσοτική θεωρία των πυρηνικών δυνάμεων δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί.
Σημαντική πρόοδος στην ανάπτυξή του έχει επιτευχθεί αρκετά πρόσφατα - τα τελευταία 10-15 χρόνια.

Οι πυρήνες των ατόμων αποτελούνται από πρωτόνια και νετρόνια. Αυτά τα σωματίδια συγκρατούνται στον πυρήνα από πυρηνικές δυνάμεις.

Ισότοπα

Η μελέτη του φαινομένου της ραδιενέργειας οδήγησε σε σημαντική ανακάλυψη: διευκρινίστηκε η φύση των ατομικών πυρήνων.

Ως αποτέλεσμα της παρατήρησης ενός τεράστιου αριθμού ραδιενεργών μετασχηματισμών, ανακαλύφθηκε σταδιακά ότι υπάρχουν ουσίες που είναι πανομοιότυπες στις χημικές τους ιδιότητες, αλλά έχουν εντελώς διαφορετικές ραδιενεργές ιδιότητες (δηλαδή, διασπώνται διαφορετικά).
Δεν μπορούσαν να διαχωριστούν με καμία από τις γνωστές χημικές μεθόδους.
Σε αυτή τη βάση, ο Soddy το 1911 πρότεινε την πιθανότητα ύπαρξης στοιχείων με τις ίδιες χημικές ιδιότητες, αλλά να διαφέρουν, ιδίως, ως προς τη ραδιενέργεια τους.
Αυτά τα στοιχεία πρέπει να τοποθετηθούν στο ίδιο κελί Περιοδικός Πίνακας D. I. Mendeleev.
Τους κάλεσε ο Σόντι ισότοπα(δηλαδή καταλαμβάνουν τα ίδια μέρη).

Η υπόθεση του Soddy έλαβε λαμπρή επιβεβαίωση και βαθιά ερμηνεία ένα χρόνο αργότερα, όταν ο J. J. Thomson έκανε ακριβείς μετρήσεις της μάζας των ιόντων νέον εκτρέποντάς τα σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.
Ανακάλυψε ότι το νέον είναι ένα μείγμα δύο τύπων ατόμων.
Τα περισσότερα από αυτά έχουν σχετική μάζα 20.
Αλλά υπάρχει ένα μικρό κλάσμα ατόμων με σχετική ατομική μάζα 22.
Ως αποτέλεσμα, η σχετική ατομική μάζα του μίγματος λήφθηκε ότι είναι 20,2.
Τα άτομα που έχουν τις ίδιες χημικές ιδιότητες διαφέρουν σε μάζα.

Και οι δύο τύποι ατόμων νέον, φυσικά, καταλαμβάνουν την ίδια θέση στον πίνακα του D.I. Mendeleev και, ως εκ τούτου, είναι ισότοπα.
Έτσι, τα ισότοπα μπορεί να διαφέρουν όχι μόνο ως προς τις ραδιενεργές τους ιδιότητες, αλλά και ως προς τη μάζα τους.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ισότοπα έχουν τα ίδια φορτία ατομικών πυρήνων, που σημαίνει τον αριθμό των ηλεκτρονίων στα κελύφη των ατόμων και, κατά συνέπεια, Χημικές ιδιότητεςτα ισότοπα είναι τα ίδια.
Αλλά οι μάζες των πυρήνων είναι διαφορετικές.
Επιπλέον, οι πυρήνες μπορεί να είναι τόσο ραδιενεργοί όσο και σταθεροί.
Η διαφορά στις ιδιότητες των ραδιενεργών ισοτόπων οφείλεται στο γεγονός ότι οι πυρήνες τους έχουν διαφορετικές μάζες.

Η ύπαρξη ισοτόπων για τα περισσότερα χημικά στοιχεία έχει πλέον τεκμηριωθεί.
Ορισμένα στοιχεία έχουν μόνο ασταθή (δηλαδή ραδιενεργά) ισότοπα.
Το βαρύτερο στοιχείο που υπάρχει στη φύση - το ουράνιο (σχετικές ατομικές μάζες 238, 235, κ.λπ.) και το ελαφρύτερο - το υδρογόνο (σχετικές ατομικές μάζες 1, 2, 3) έχουν ισότοπα.

Τα ισότοπα υδρογόνου είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα, καθώς διαφέρουν σε μάζα κατά 2 και 3 φορές.
Ένα ισότοπο με σχετική ατομική μάζα 2 ονομάζεται δευτέριο.
Είναι σταθερό (δηλαδή, δεν είναι ραδιενεργό) και εμφανίζεται ως μια μικρή ακαθαρσία (1:4500) στο συνηθισμένο υδρογόνο.
Όταν το δευτέριο ενώνεται με το οξυγόνο, σχηματίζεται το λεγόμενο βαρύ νερό.
Αυτήν φυσικές ιδιότητεςαισθητά διαφορετικό από τις ιδιότητες του συνηθισμένου νερού.
Σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση, βράζει στους 101,2 °C και παγώνει στους 3,8 °C.

Ένα ισότοπο υδρογόνου με ατομική μάζα 3 ονομάζεται τρίτιο.
Είναι β-ραδιενεργό και έχει χρόνο ημιζωής περίπου 12 χρόνια.

Η ύπαρξη ισοτόπων αποδεικνύει ότι το φορτίο του ατομικού πυρήνα δεν καθορίζει όλες τις ιδιότητες του ατόμου, αλλά μόνο τις χημικές του ιδιότητες και εκείνες τις φυσικές ιδιότητες που εξαρτώνται από την περιφέρεια νέφος ηλεκτρονίων, για παράδειγμα το μέγεθος ενός ατόμου.
Η μάζα ενός ατόμου και οι ραδιενεργές του ιδιότητες δεν καθορίζονται από τον αύξοντα αριθμό στον πίνακα του D.I. Mendeleev.

Είναι αξιοσημείωτο ότι κατά την ακριβή μέτρηση των σχετικών ατομικών μαζών των ισοτόπων, αποδείχθηκε ότι ήταν κοντά σε ακέραιους αριθμούς.
Αλλά οι ατομικές μάζες των χημικών στοιχείων μερικές φορές διαφέρουν πολύ από τους ακέραιους αριθμούς.
Έτσι, η σχετική ατομική μάζα του χλωρίου είναι 35,5.
Αυτό σημαίνει ότι στη φυσική της κατάσταση, μια χημικά καθαρή ουσία είναι ένα μείγμα ισοτόπων σε διάφορες αναλογίες.
Η (κατά προσέγγιση) ακεραιότητα των σχετικών ατομικών μαζών των ισοτόπων είναι πολύ σημαντική για την αποσαφήνιση της δομής του ατομικού πυρήνα.

Τα περισσότερα χημικά στοιχεία έχουν ισότοπα.
Τα φορτία των ατομικών πυρήνων των ισοτόπων είναι τα ίδια, αλλά οι μάζες των πυρήνων είναι διαφορετικές.

ΣΕ τέλη XIX- στις αρχές του 20ου αιώνα, οι φυσικοί απέδειξαν ότι το άτομο είναι ένα πολύπλοκο σωματίδιο και αποτελείται από πιο απλά (στοιχειώδη) σωματίδια. Ανακαλύφθηκαν:

· Καθοδικές ακτίνες (Άγγλος φυσικός J. J. Thomson, 1897), τα σωματίδια των οποίων ονομάζονται ηλεκτρόνια e - (φέρουν ένα μόνο αρνητικό φορτίο).

· φυσική ραδιενέργεια στοιχείων (Γάλλοι επιστήμονες - ραδιοχημικοί A. Becquerel and M. Sklodowska-Curie, φυσικός Pierre Curie, 1896) και η ύπαρξη σωματιδίων α (πυρήνες ηλίου 4 He 2 +);

· η παρουσία ενός θετικά φορτισμένου πυρήνα στο κέντρο του ατόμου (Άγγλος φυσικός και ραδιοχημικός E. Rutherford, 1911).

· τεχνητή μετατροπή ενός στοιχείου σε ένα άλλο, για παράδειγμα άζωτο σε οξυγόνο (E. Rutherford, 1919). Από τον πυρήνα ενός ατόμου ενός στοιχείου (άζωτο - στο πείραμα του Ράδερφορντ), κατά τη σύγκρουση με ένα σωματίδιο α, σχηματίστηκε ο πυρήνας ενός ατόμου ενός άλλου στοιχείου (οξυγόνο) και ένα νέο σωματίδιο, που φέρει ένα θετικό φορτίο μονάδας και ονομάζεται ένα πρωτόνιο (p +, 1H πυρήνας)

· παρουσία στον πυρήνα ενός ατόμου ηλεκτρικά ουδέτερων σωματιδίων - νετρονίων n 0 (Άγγλος φυσικός J. Chadwick, 1932). Ως αποτέλεσμα της έρευνας, διαπιστώθηκε ότι το άτομο κάθε στοιχείου (εκτός του 1Η) περιέχει πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια, με πρωτόνια και νετρόνια συγκεντρωμένα στον πυρήνα του ατόμου και ηλεκτρόνια στην περιφέρειά του (στο κέλυφος των ηλεκτρονίων) .

Τα ηλεκτρόνια συνήθως συμβολίζονται ως εξής: e − .

Τα ηλεκτρόνια e είναι πολύ ελαφριά, σχεδόν χωρίς βάρος, αλλά έχουν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Είναι ίσο με -1. Το ηλεκτρικό ρεύμα που χρησιμοποιούμε όλοι είναι ένα ρεύμα ηλεκτρονίων που τρέχουν σε καλώδια.

Τα νετρόνια ορίζονται ως εξής: n 0 και τα πρωτόνια ως εξής: p +.

Τα νετρόνια και τα πρωτόνια είναι σχεδόν ίδια σε μάζα.

Ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο κέλυφος του ατόμου και αντιστοιχεί στον αύξοντα αριθμό αυτού του στοιχείου στον Περιοδικό Πίνακα.

Ατομικός πυρήνας

Το κεντρικό τμήμα ενός ατόμου, στο οποίο συγκεντρώνεται το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του και η δομή του οποίου καθορίζει το χημικό στοιχείο στο οποίο ανήκει το άτομο.

Ο ατομικός πυρήνας αποτελείται από νουκλεόνια - θετικά φορτισμένα πρωτόνια p + και ουδέτερα νετρόνια n 0, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μέσω ισχυρής αλληλεπίδρασης. Ο ατομικός πυρήνας, που θεωρείται ως μια κατηγορία σωματιδίων με ορισμένο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων, ονομάζεται συχνά νουκλίδιο.

Ο αριθμός των πρωτονίων σε έναν πυρήνα ονομάζεται αριθμός φορτίου Z - αυτός ο αριθμός είναι ίσος με τον ατομικό αριθμό του στοιχείου στο οποίο ανήκει το άτομο στον περιοδικό πίνακα.

Ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα συμβολίζεται με το γράμμα N και ο αριθμός των πρωτονίων με το γράμμα Z. Αυτοί οι αριθμοί σχετίζονται μεταξύ τους με μια απλή αναλογία:

Ο συνολικός αριθμός νουκλεονίων σε έναν πυρήνα ονομάζεται μαζικός αριθμός του A = N + Z και είναι περίπου ίσος με τη μέση μάζα ενός ατόμου που φαίνεται στον περιοδικό πίνακα.

Οι ατομικοί πυρήνες με τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων ονομάζονται ισότοπα.

Πολλά στοιχεία έχουν ένα φυσικό ισότοπο, για παράδειγμα, Be, F, Na, Al, P, Mn, Co, I, Au και μερικά άλλα. Αλλά τα περισσότερα στοιχεία έχουν δύο ή τρία πιο σταθερά ισότοπα.

Για παράδειγμα:

Οι ατομικοί πυρήνες με τον ίδιο αριθμό νετρονίων, αλλά διαφορετικούς αριθμούς πρωτονίων ονομάζονται ισότονα.

Άτομα διαφορετικών στοιχείων με το ίδιο ατομική μάζα-Αονομάζονται ισοβαρείς.

Ένα χαρακτηριστικό της ραδιενεργής μόλυνσης, σε αντίθεση με τη μόλυνση από άλλους ρύπους, είναι ότι δεν είναι το ίδιο το ραδιονουκλίδιο (ρύπος) που έχει επιβλαβή επίδραση στον άνθρωπο και τα περιβαλλοντικά αντικείμενα, αλλά η ακτινοβολία από την οποία είναι πηγή.

Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις όπου ένα ραδιονουκλίδιο είναι τοξικό στοιχείο. Για παράδειγμα, μετά από ένα ατύχημα στο Πυρηνικός σταθμός του Τσερνομπίλ V περιβάλλονπλουτώνιο 239, 242 Pu απελευθερώθηκαν με σωματίδια πυρηνικού καυσίμου. Εκτός από το γεγονός ότι το πλουτώνιο είναι ένας εκπομπός άλφα και αποτελεί σημαντικό κίνδυνο κατά την κατάποση, το ίδιο το πλουτώνιο είναι ένα τοξικό στοιχείο.

Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται δύο ομάδες ποσοτικών δεικτών: 1) για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε ραδιονουκλεΐδια και 2) για την αξιολόγηση της επίδρασης της ακτινοβολίας σε ένα αντικείμενο.
Δραστηριότητα- ένα ποσοτικό μέτρο της περιεκτικότητας σε ραδιονουκλεΐδια στο αναλυόμενο αντικείμενο. Η δραστικότητα καθορίζεται από τον αριθμό των ραδιενεργών διασπάσεων των ατόμων ανά μονάδα χρόνου. Η μονάδα δραστηριότητας SI είναι το Becquerel (Bq) ίσο με μία διάσπαση ανά δευτερόλεπτο (1Bq = 1 διάσπαση/s). Μερικές φορές χρησιμοποιείται μη συστημική μονάδαμετρήσεις δραστηριότητας - Κιουρί (Ci); 1Ci = 3,7 × 1010 Bq.

Δόση ακτινοβολίας- ένα ποσοτικό μέτρο της επίδρασης της ακτινοβολίας σε ένα αντικείμενο.
Λόγω του γεγονότος ότι η επίδραση της ακτινοβολίας σε ένα αντικείμενο μπορεί να εκτιμηθεί σε διαφορετικά επίπεδα: φυσικό, χημικό, βιολογικό. σε επίπεδο μεμονωμένων μορίων, κυττάρων, ιστών ή οργανισμών κ.λπ., χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι δόσεων: απορροφημένο, αποτελεσματικό ισοδύναμο, έκθεση.

Για την αξιολόγηση της μεταβολής της δόσης ακτινοβολίας με την πάροδο του χρόνου, χρησιμοποιείται ο δείκτης «ρυθμός δόσης». Ρυθμός δόσηςείναι η αναλογία δόσης-χρόνου. Για παράδειγμα, ο ρυθμός δόσης της εξωτερικής ακτινοβολίας από φυσικές πηγές ακτινοβολίας στη Ρωσία είναι 4-20 μR/h.

Το κύριο πρότυπο για τον άνθρωπο - το κύριο όριο δόσης (1 mSv/έτος) - εισάγεται σε μονάδες αποτελεσματικής ισοδύναμης δόσης. Υπάρχουν πρότυπα σε μονάδες δραστηριότητας, επίπεδα ρύπανσης γης, VDU, GGP, SanPiN κ.λπ.

Η δομή του ατομικού πυρήνα.

Ένα άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο χημικό στοιχείο, διατηρώντας όλες τις ιδιότητές του. Σύμφωνα με τη δομή του, το άτομο είναι πολύπλοκο σύστημα, που αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα πολύ μικρού μεγέθους που βρίσκεται στο κέντρο του ατόμου (10 -13 cm) και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σε διαφορετικές τροχιές. Το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων είναι ίσο με το θετικό φορτίο του πυρήνα, ενώ γενικά αποδεικνύεται ηλεκτρικά ουδέτερο.

Οι ατομικοί πυρήνες αποτελούνται από νουκλεόνια -πυρηνικά πρωτόνια ( Ζ-αριθμός πρωτονίων) και πυρηνικά νετρόνια (Ν - αριθμός νετρονίων). Τα «πυρηνικά» πρωτόνια και νετρόνια είναι διαφορετικά από τα σωματίδια σε ελεύθερη κατάσταση. Για παράδειγμα, ένα ελεύθερο νετρόνιο, σε αντίθεση με ένα δεσμευμένο σε έναν πυρήνα, είναι ασταθές και μετατρέπεται σε πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο.

Ο αριθμός των νουκλεονίων Am (μαζικός αριθμός) είναι το άθροισμα των αριθμών των πρωτονίων και των νετρονίων: Am = Ζ+Ν.

Πρωτόνιο -Ένα στοιχειώδες σωματίδιο οποιουδήποτε ατόμου, έχει θετικό φορτίο ίσο με το φορτίο ενός ηλεκτρονίου. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο κέλυφος ενός ατόμου καθορίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα.

Νετρόνιο -άλλο είδος πυρηνικών σωματιδίων όλων των στοιχείων. Απουσιάζει μόνο στον πυρήνα του ελαφρού υδρογόνου, που αποτελείται από ένα πρωτόνιο. Δεν έχει φορτίο και είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Στον ατομικό πυρήνα, τα νετρόνια είναι σταθερά, αλλά σε ελεύθερη κατάσταση είναι ασταθή. Ο αριθμός των νετρονίων στους πυρήνες των ατόμων του ίδιου στοιχείου μπορεί να κυμαίνεται, επομένως ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα δεν χαρακτηρίζει το στοιχείο.

Τα νουκλεόνια (πρωτόνια + νετρόνια) συγκρατούνται εντός του ατομικού πυρήνα από πυρηνικές ελκτικές δυνάμεις. Οι πυρηνικές δυνάμεις είναι 100 φορές ισχυρότερες από τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις και επομένως συγκρατούν παρόμοια φορτισμένα πρωτόνια μέσα στον πυρήνα. Οι πυρηνικές δυνάμεις εκδηλώνονται μόνο σε πολύ μικρές αποστάσεις (10 -13 cm), ανέρχονται σε δυναμική ενέργειαπυρηνικοί δεσμοί, οι οποίοι απελευθερώνονται μερικώς κατά τη διάρκεια ορισμένων μετασχηματισμών, μετατρέπονται σε κινητική ενέργεια.

Για άτομα που διαφέρουν στη σύνθεση του πυρήνα, χρησιμοποιείται το όνομα "νουκλίδια" και για ραδιενεργά άτομα - "ραδιονουκλίδια".

Νουκλίδιαονομάζονται άτομα ή πυρήνες με δεδομένο αριθμό νουκλεονίων και δεδομένο πυρηνικό φορτίο (ονομασία νουκλιδίου Α Χ).

Τα νουκλεΐδια που έχουν τον ίδιο αριθμό νουκλεονίων (Am = const) ονομάζονται ισοβαρείς.Για παράδειγμα, τα νουκλεΐδια 96 Sr, 96 Y, 96 Zr ανήκουν σε μια σειρά ισοβαρών με αριθμό νουκλεονίων Am = 96.

Νουκλίδια που έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων (Ζ = const), ονομάζονται ισότοπα.Διαφέρουν μόνο στον αριθμό των νετρονίων, επομένως ανήκουν στο ίδιο στοιχείο: 234 U , 235 U, 236 U , 238 U .

Ισότοπα- νουκλεΐδια με τον ίδιο αριθμό νετρονίων (N = Am -Z = const). Νουκλίδια: 36 S, 37 Cl, 38 Ar, 39 K, 40 Ca ανήκουν σε μια σειρά ισοτόπων με 20 νετρόνια.

Τα ισότοπα συνήθως συμβολίζονται με τη μορφή Z X M, όπου X είναι το σύμβολο του χημικού στοιχείου. M είναι ο μαζικός αριθμός ίσος με το άθροισμα του αριθμού των πρωτονίων και των νετρονίων στον πυρήνα. Z είναι ο ατομικός αριθμός ή το φορτίο του πυρήνα, ίσο με τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα. Δεδομένου ότι κάθε χημικό στοιχείο έχει τον δικό του σταθερό ατομικό αριθμό, συνήθως παραλείπεται και περιορίζεται στην εγγραφή μόνο του μαζικού αριθμού, για παράδειγμα: 3 H, 14 C, 137 Cs, 90 Sr, κ.λπ.

Τα άτομα του πυρήνα που έχουν τους ίδιους αριθμούς μάζας, αλλά διαφορετικά φορτία και, κατά συνέπεια, διαφορετικές ιδιότητες ονομάζονται "ισόβαρα", για παράδειγμα, ένα από τα ισότοπα του φωσφόρου έχει μαζικό αριθμό 32 - 15 P 32, ένα από τα ισότοπα του θείου έχει τον ίδιο αριθμό μάζας - 16 S 32.

Τα νουκλίδια μπορεί να είναι σταθερά (αν οι πυρήνες τους είναι σταθεροί και δεν αποσυντίθενται) και ασταθή (αν οι πυρήνες τους είναι ασταθείς και υφίστανται αλλαγές που τελικά οδηγούν σε αύξηση της σταθερότητας του πυρήνα). Ονομάζονται ασταθείς ατομικοί πυρήνες που μπορούν να διασπαστούν αυθόρμητα ραδιονουκλεΐδια.Το φαινόμενο της αυθόρμητης διάσπασης του πυρήνα ενός ατόμου, που συνοδεύεται από εκπομπή σωματιδίων και (ή) ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, που ονομάζεται ραδιοενέργεια.

Ως αποτέλεσμα της ραδιενεργής διάσπασης, μπορεί να σχηματιστεί τόσο ένα σταθερό όσο και ένα ραδιενεργό ισότοπο, το οποίο με τη σειρά του διασπάται αυθόρμητα. Τέτοιες αλυσίδες ραδιενεργών στοιχείων που συνδέονται με μια σειρά πυρηνικών μετασχηματισμών ονομάζονται ραδιενεργών οικογενειών.

Επί του παρόντος, η IUPAC (Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας) έχει επίσημα ονομάσει 109 χημικά στοιχεία. Από αυτά, μόνο 81 έχουν σταθερά ισότοπα, το βαρύτερο από τα οποία είναι το βισμούθιο (Ζ= 83). Για τα υπόλοιπα 28 στοιχεία, είναι γνωστά μόνο ραδιενεργά ισότοπα, με το ουράνιο (U~ 92) είναι το βαρύτερο στοιχείο που βρίσκεται στη φύση. Το μεγαλύτερο φυσικό νουκλίδιο έχει 238 νουκλεόνια. Συνολικά, η ύπαρξη περίπου 1.700 νουκλεϊδίων από αυτά τα 109 στοιχεία έχει πλέον αποδειχθεί και ο αριθμός των γνωστών ισοτόπων για μεμονωμένα στοιχεία κυμαίνεται από 3 (για το υδρογόνο) έως 29 (για την πλατίνα).

Πολύ πριν από την εμφάνιση αξιόπιστων δεδομένων για την εσωτερική δομή όλων των πραγμάτων, οι Έλληνες στοχαστές φαντάζονταν την ύλη με τη μορφή μικροσκοπικών πύρινων σωματιδίων που βρίσκονταν σε συνεχή κίνηση. Πιθανώς αυτό το όραμα της παγκόσμιας τάξης πραγμάτων προήλθε από καθαρά λογικά συμπεράσματα. Παρά την αφέλεια και την απόλυτη έλλειψη αποδείξεων αυτής της δήλωσης, αποδείχθηκε αληθινή. Αν και οι επιστήμονες μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν αυτή την τολμηρή εικασία μόνο είκοσι τρεις αιώνες αργότερα.

Ατομική δομή

Στα τέλη του 19ου αιώνα, διερευνήθηκαν οι ιδιότητες ενός σωλήνα εκκένωσης από τον οποίο περνούσε ρεύμα. Οι παρατηρήσεις έχουν δείξει ότι στην περίπτωση αυτή εκπέμπονται δύο ρεύματα σωματιδίων:

Τα αρνητικά σωματίδια των καθοδικών ακτίνων ονομάζονταν ηλεκτρόνια. Στη συνέχεια, σωματίδια με την ίδια αναλογία φορτίου προς μάζα ανακαλύφθηκαν σε πολλές διαδικασίες. Τα ηλεκτρόνια φαινόταν να είναι καθολικά συστατικά διαφορετικά άτομα, διαχωρίζεται αρκετά εύκολα όταν βομβαρδίζεται από ιόντα και άτομα.

Τα σωματίδια που φέρουν θετικό φορτίο αναπαρίστανται ως θραύσματα ατόμων αφού είχαν χάσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια. Στην πραγματικότητα, οι θετικές ακτίνες ήταν ομάδες ατόμων που δεν είχαν αρνητικά σωματίδια και, ως εκ τούτου, είχαν θετικό φορτίο.

Μοντέλο Thompson

Με βάση πειράματα, διαπιστώθηκε ότι τα θετικά και αρνητικά σωματίδια αντιπροσώπευαν την ουσία του ατόμου και ήταν τα συστατικά του. Ο Άγγλος επιστήμονας J. Thomson πρότεινε τη θεωρία του. Κατά τη γνώμη του, η δομή του ατόμου και του ατομικού πυρήνα ήταν ένα είδος μάζας στην οποία τα αρνητικά φορτία συμπιέζονταν σε μια θετικά φορτισμένη μπάλα, όπως οι σταφίδες σε ένα cupcake. Η αντιστάθμιση φόρτισης έκανε το «cupcake» ηλεκτρικά ουδέτερο.

μοντέλο Rutherford

Ο νεαρός Αμερικανός επιστήμονας Rutherford, αναλύοντας τα ίχνη που άφησαν πίσω του τα σωματίδια άλφα, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το μοντέλο του Thompson ήταν ατελές. Ορισμένα σωματίδια άλφα εκτρέπονταν σε μικρές γωνίες - 5-10 o. Σε σπάνιες περιπτώσεις, τα σωματίδια άλφα εκτρέπονταν σε μεγάλες γωνίες 60-80 o, και σε εξαιρετικές περιπτώσεις οι γωνίες ήταν πολύ μεγάλες - 120-150 o. Το μοντέλο του ατόμου του Thompson δεν μπορούσε να εξηγήσει τη διαφορά.

προτείνει ο Ράδερφορντ νέο μοντέλο, εξηγώντας τη δομή του ατόμου και του ατομικού πυρήνα. Η φυσική της διαδικασίας δηλώνει ότι ένα άτομο πρέπει να είναι 99% κενό, με έναν μικροσκοπικό πυρήνα και ηλεκτρόνια να περιστρέφονται γύρω του και να κινούνται σε τροχιές.

Εξηγεί τις αποκλίσεις κατά τις κρούσεις από το γεγονός ότι τα σωματίδια ενός ατόμου έχουν τα δικά τους ηλεκτρικά φορτία. Υπό την επίδραση του βομβαρδισμού φορτισμένων σωματιδίων, τα ατομικά στοιχεία συμπεριφέρονται σαν συνηθισμένα φορτισμένα σώματα στον μακρόκοσμο: τα σωματίδια με τα ίδια φορτία απωθούνται μεταξύ τους και αυτά με αντίθετα φορτία έλκονται.

Κατάσταση ατόμων

Στις αρχές του περασμένου αιώνα, όταν κυκλοφόρησαν οι πρώτοι επιταχυντές σωματιδίων, όλες οι θεωρίες που εξηγούσαν τη δομή του ατομικού πυρήνα και του ίδιου του ατόμου περίμεναν πειραματική επαλήθευση. Μέχρι εκείνη τη στιγμή, οι αλληλεπιδράσεις των ακτίνων άλφα και βήτα με τα άτομα είχαν ήδη μελετηθεί διεξοδικά. Μέχρι το 1917, πίστευαν ότι τα άτομα ήταν είτε σταθερά είτε ραδιενεργά. Τα σταθερά άτομα δεν μπορούν να διαχωριστούν και η διάσπαση των ραδιενεργών πυρήνων δεν μπορεί να ελεγχθεί. Όμως ο Ράδερφορντ κατάφερε να διαψεύσει αυτή την άποψη.

Πρώτο πρωτόνιο

Το 1911, ο E. Rutherford πρότεινε την ιδέα ότι όλοι οι πυρήνες αποτελούνται από πανομοιότυπα στοιχεία, βάση για τα οποία είναι το άτομο υδρογόνου. Ο επιστήμονας παρακινήθηκε σε αυτήν την ιδέα από ένα σημαντικό συμπέρασμα από προηγούμενες μελέτες για τη δομή της ύλης: οι μάζες όλων των χημικών στοιχείων διαιρούνται χωρίς υπόλοιπο με τη μάζα του υδρογόνου. Η νέα υπόθεση άνοιξε άνευ προηγουμένου δυνατότητες, επιτρέποντάς μας να δούμε τη δομή του ατομικού πυρήνα με έναν νέο τρόπο. Οι πυρηνικές αντιδράσεις έπρεπε να επιβεβαιώσουν ή να αντικρούσουν τη νέα υπόθεση.

Το 1919 έγιναν πειράματα με άτομα αζώτου. Βομβαρδίζοντάς τα με σωματίδια άλφα, ο Ράδερφορντ πέτυχε ένα εκπληκτικό αποτέλεσμα.

Το άτομο Ν απορρόφησε ένα σωματίδιο άλφα, στη συνέχεια μετατράπηκε σε άτομο οξυγόνου O 17 και εξέπεμψε έναν πυρήνα υδρογόνου. Αυτή ήταν η πρώτη τεχνητή μετατροπή ενός ατόμου ενός στοιχείου σε ένα άλλο. Μια τέτοια εμπειρία έδωσε ελπίδα ότι η δομή του ατομικού πυρήνα και η φυσική των υπαρχουσών διεργασιών καθιστούν δυνατή την πραγματοποίηση άλλων πυρηνικών μετασχηματισμών.

Ο επιστήμονας χρησιμοποίησε τη μέθοδο φλας σπινθηρισμού στα πειράματά του. Με βάση τη συχνότητα των εκλάμψεων, έβγαλε συμπεράσματα σχετικά με τη σύνθεση και τη δομή του ατομικού πυρήνα, τα χαρακτηριστικά των δημιουργούμενων σωματιδίων, την ατομική τους μάζα και τον ατομικό αριθμό. Το άγνωστο σωματίδιο ονομάστηκε πρωτόνιο από τον Rutherford. Είχε όλα τα χαρακτηριστικά ενός ατόμου υδρογόνου χωρίς το μοναδικό του ηλεκτρόνιο - ένα μόνο θετικό φορτίο και αντίστοιχη μάζα. Έτσι, αποδείχθηκε ότι το πρωτόνιο και ο πυρήνας του υδρογόνου είναι τα ίδια σωματίδια.

Το 1930, όταν κατασκευάστηκαν και εκτοξεύτηκαν οι πρώτοι μεγάλοι επιταχυντές, το μοντέλο του ατόμου του Rutherford δοκιμάστηκε και αποδείχθηκε: κάθε άτομο υδρογόνου αποτελείται από ένα μόνο ηλεκτρόνιο, η θέση του οποίου δεν μπορεί να προσδιοριστεί, και ένα χαλαρό άτομο με ένα μόνο θετικό πρωτόνιο μέσα. . Δεδομένου ότι τα πρωτόνια, τα ηλεκτρόνια και τα σωματίδια άλφα μπορούν να πετάξουν έξω από ένα άτομο κατά τη διάρκεια του βομβαρδισμού, οι επιστήμονες θεώρησαν ότι αυτά ήταν τα συστατικά οποιουδήποτε ατομικού πυρήνα. Αλλά ένα τέτοιο μοντέλο του ατόμου του πυρήνα φαινόταν ασταθές - τα ηλεκτρόνια ήταν πολύ μεγάλα για να χωρέσουν στον πυρήνα, επιπλέον, υπήρχαν σοβαρές δυσκολίες που σχετίζονται με την παραβίαση του νόμου της ορμής και της διατήρησης της ενέργειας. Αυτοί οι δύο νόμοι, όπως οι αυστηροί λογιστές, έλεγαν ότι η ορμή και η μάζα κατά τη διάρκεια ενός βομβαρδισμού εξαφανίζονται προς άγνωστη κατεύθυνση. Δεδομένου ότι αυτοί οι νόμοι ήταν γενικά αποδεκτοί, ήταν απαραίτητο να βρεθούν εξηγήσεις για μια τέτοια διαρροή.

Νετρόνια

Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο πραγματοποίησαν πειράματα με στόχο την ανακάλυψη νέων συστατικών των ατομικών πυρήνων. Στη δεκαετία του 1930, οι Γερμανοί φυσικοί Becker και Bothe βομβάρδισαν άτομα βηρυλλίου με σωματίδια άλφα. Παράλληλα, καταγράφηκε άγνωστη ακτινοβολία που αποφασίστηκε να ονομαστεί ακτίνες G. Λεπτομερείς μελέτες αποκάλυψαν μερικά από τα χαρακτηριστικά των νέων ακτίνων: μπορούσαν να διαδοθούν αυστηρά σε ευθεία γραμμή, δεν αλληλεπιδρούσαν με ηλεκτρικές και μαγνητικά πεδία, είχε υψηλή διεισδυτική ικανότητα. Αργότερα, τα σωματίδια που σχηματίζουν αυτό το είδος ακτινοβολίας βρέθηκαν κατά την αλληλεπίδραση των σωματιδίων άλφα με άλλα στοιχεία - βόριο, χρώμιο και άλλα.

εικασία του Τσάντγουικ

Στη συνέχεια, ο Τζέιμς Τσάντγουικ, συνάδελφος και μαθητής του Ράδερφορντ, έδωσε ένα σύντομο μήνυμα στο περιοδικό Nature, το οποίο αργότερα έγινε γενικά γνωστό. Ο Chadwick επέστησε την προσοχή στο γεγονός ότι οι αντιφάσεις στους νόμους διατήρησης μπορούν εύκολα να επιλυθούν αν υποθέσουμε ότι η νέα ακτινοβολία είναι ένα ρεύμα ουδέτερων σωματιδίων, καθένα από τα οποία έχει μάζα περίπου ίσο με μάζαπρωτόνιο. Λαμβάνοντας υπόψη αυτή την υπόθεση, οι φυσικοί διεύρυναν σημαντικά την υπόθεση που εξηγεί τη δομή του ατομικού πυρήνα. Εν συντομία, η ουσία των προσθηκών περιορίστηκε σε ένα νέο σωματίδιο και ο ρόλος του στη δομή του ατόμου.

Ιδιότητες του νετρονίου

Στο σωματίδιο που ανακαλύφθηκε δόθηκε το όνομα «νετρόνιο». Τα σωματίδια που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα δεν σχημάτισαν ηλεκτρομαγνητικά πεδία γύρω τους και πέρασαν εύκολα μέσα από την ύλη χωρίς να χάσουν ενέργεια. Σε σπάνιες συγκρούσεις με ελαφρούς ατομικούς πυρήνες, ένα νετρόνιο είναι σε θέση να χτυπήσει τον πυρήνα από το άτομο, χάνοντας σημαντικό μέρος της ενέργειάς του. Η δομή του ατομικού πυρήνα υποθέτει την παρουσία διαφορετικού αριθμού νετρονίων σε κάθε ουσία. Άτομα με το ίδιο πυρηνικό φορτίο, αλλά με ποικίλες ποσότητεςτα νετρόνια ονομάζονται ισότοπα.

Τα νετρόνια χρησίμευσαν ως εξαιρετική αντικατάσταση των σωματιδίων άλφα. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της δομής του ατομικού πυρήνα. Είναι αδύνατο να περιγραφεί εν συντομία η σημασία τους για την επιστήμη, αλλά χάρη στον βομβαρδισμό των ατομικών πυρήνων από νετρόνια οι φυσικοί μπόρεσαν να αποκτήσουν ισότοπα σχεδόν όλων των γνωστών στοιχείων.

Σύνθεση του πυρήνα ενός ατόμου

Επί του παρόντος, η δομή του ατομικού πυρήνα είναι μια συλλογή πρωτονίων και νετρονίων που συγκρατούνται μαζί από πυρηνικές δυνάμεις. Για παράδειγμα, ένας πυρήνας ηλίου είναι ένα κομμάτι δύο νετρονίων και δύο πρωτονίων. Τα ελαφριά στοιχεία έχουν σχεδόν ίσο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων, ενώ τα βαριά στοιχεία έχουν πολύ μεγαλύτερο αριθμό νετρονίων.

Αυτή η εικόνα της δομής του πυρήνα επιβεβαιώνεται από πειράματα σε σύγχρονους μεγάλους επιταχυντές με γρήγορα πρωτόνια. Ηλεκτρικές δυνάμειςΗ απώθηση των πρωτονίων εξισορροπείται από πυρηνικές δυνάμεις, οι οποίες δρουν μόνο στον ίδιο τον πυρήνα. Αν και η φύση των πυρηνικών δυνάμεων δεν έχει ακόμη μελετηθεί πλήρως, η ύπαρξή τους είναι πρακτικά αποδεδειγμένη και εξηγεί πλήρως τη δομή του ατομικού πυρήνα.

Σχέση μάζας και ενέργειας

Το 1932, η κάμερα του Wilson κατέγραψε μια καταπληκτική φωτογραφία που αποδεικνύει την ύπαρξη θετικά φορτισμένων σωματιδίων με μάζα ηλεκτρονίου.

Πριν από αυτό, τα θετικά ηλεκτρόνια είχαν προβλεφθεί θεωρητικά από τον P. Dirac. Ένα πραγματικό θετικό ηλεκτρόνιο έχει επίσης ανακαλυφθεί στις κοσμικές ακτίνες. Το νέο σωματίδιο ονομάστηκε ποζιτρόνιο. Όταν συγκρούεται με το διπλό του - ένα ηλεκτρόνιο, συμβαίνει εκμηδένιση - η αμοιβαία καταστροφή δύο σωματιδίων. Αυτό απελευθερώνει ένα ορισμένο ποσό ενέργειας.

Έτσι, η θεωρία που αναπτύχθηκε για τον μακρόκοσμο ήταν πλήρως κατάλληλη για την περιγραφή της συμπεριφοράς των μικρότερων στοιχείων της ύλης.

ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΙΚΟΥ ΠΥΡΗΝΑ

Το 1932 μετά την ανακάλυψη του πρωτονίου και του νετρονίου από τους επιστήμονες D.D. Οι Ivanenko (ΕΣΣΔ) και W. Heisenberg (Γερμανία) ήταν υποψήφιοι μοντέλο πρωτονίου-νετρονίου του ατομικού πυρήνα.

Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο:
- οι πυρήνες όλων των χημικών στοιχείων αποτελούνται από νουκλεόνια: πρωτόνια και νετρόνια
- το πυρηνικό φορτίο οφείλεται μόνο σε πρωτόνια
- ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα είναι ίσος με τον ατομικό αριθμό του στοιχείου
- ο αριθμός των νετρονίων είναι ίσος με τη διαφορά μεταξύ του μαζικού αριθμού και του αριθμού των πρωτονίων (N=A-Z)

Σύμβολο πυρήναάτομο ενός χημικού στοιχείου:

X – σύμβολο χημικού στοιχείου

Το Α είναι ο μαζικός αριθμός που δείχνει:
- μάζα του πυρήνα σε ολόκληρες μονάδες ατομικής μάζας (amu)
(1 amu = 1/12 της μάζας ενός ατόμου άνθρακα)
- αριθμός νουκλεονίων στον πυρήνα
- (A = N + Z), όπου N είναι ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα ενός ατόμου

Z – αριθμός χρέωσης, ο οποίος δείχνει:
- πυρηνικό φορτίο στο δημοτικό ηλεκτρικά φορτία(e.e.z.)
(1 e.e.z. = φορτίο ηλεκτρονίων = 1,6 x 10 -19 C)
- αριθμός πρωτονίων
- αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα άτομο
- σειριακός αριθμόςστον περιοδικό πίνακα

Η μάζα του πυρήνα είναι πάντα μικρότερη από το άθροισμα των υπολοίπων μαζών των ελεύθερων πρωτονίων και νετρονίων που τον αποτελούν.
Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα έλκονται πολύ έντονα μεταξύ τους. Ο διαχωρισμός τους θέλει πολλή δουλειά. Επομένως, η συνολική ενέργεια ηρεμίας του πυρήνα δεν είναι ίση με την ενέργεια ηρεμίας των σωματιδίων που τον αποτελούν. Είναι λιγότερο από την ποσότητα εργασίας που απαιτείται για να ξεπεραστούν οι πυρηνικές δυνάμεις βαρύτητας.
Η διαφορά μεταξύ της μάζας του πυρήνα και του αθροίσματος των μαζών των πρωτονίων και των νετρονίων ονομάζεται ελάττωμα μάζας.

Θυμηθείτε το θέμα " Ατομική φυσική«για την 9η τάξη:

Ραδιοενέργεια.
Ραδιενεργοί μετασχηματισμοί.
Σύνθεση του ατομικού πυρήνα. Πυρηνικές δυνάμεις.
Ενέργεια επικοινωνίας. Μαζικό ελάττωμα
Διάσπαση πυρήνων ουρανίου.
Πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση.
Πυρηνικός αντιδραστήρας.
Θερμοπυρηνική αντίδραση.

Άλλες σελίδες με θέμα "Ατομική Φυσική" για τις τάξεις 10-11:

ΠΩΣ ΜΕΛΕΤΗΣΑΜΕ ΤΟ ΑΤΟΜΟ

Ένα άτομο είναι ένας πυρήνας πρωτονίων και νετρονίων γύρω από τον οποίο περιστρέφονται τα ηλεκτρόνια. Τα μεγέθη των ατόμων είναι χιλιοστά του μικρού. Υπάρχουν όμως και άλλα γιγαντιαία "άτομα"με διάμετρο περίπου 10 χιλιόμετρα. Ένα τέτοιο «άτομο» ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1967 και τώρα είναι γνωστά περισσότερα από χίλια από αυτά. Αυτό αστέρια νετρονίων – υπολείμματα σουπερνόβα, που είναι στην πραγματικότητα τεράστιοι ατομικοί πυρήνες, αποτελούμενοι από 90% νετρόνια και 10% πρωτόνια, και περιβάλλονται από μια «ατμόσφαιρα» ηλεκτρονίων.
___

Τη δεκαετία του 1920, ένας νεαρός φυσικός τέθηκε υπό πρακτική άσκηση με τον E. Rutherford. Δύο μήνες αργότερα, ο Ράδερφορντ τον κάλεσε στο σπίτι του και του είπε ότι τίποτα δεν θα λειτουργούσε. "Γιατί; Τελικά, δουλεύω 20 ώρες την ημέρα!" - αντίρρησε ο νεαρός. «Αυτό είναι κακό! δεν μένει χρόνοςσκέφτομαι! "- απάντησε ο Ράδερφορντ.

Το 1908 ο διάσημος φυσικός Έρνεστ Ράδερφορντείπε ότι είχε αντιμετωπίσει πολλές μεταμορφώσεις στη φύση, αλλά δύσκολα θα μπορούσε να προβλέψει μια τέτοια στιγμιαία μεταμόρφωση. – Από φυσικούς μέχρι χημικούς!Το 1908 ο Ε. Ράδερφορντ έλαβε βραβείο Νόμπελστη χημείαγια το έργο του στον τομέα της ατομικής έρευνας. Εκείνα τα χρόνια, η έρευνα για τη δομή του ατόμου και τη ραδιενέργεια ταξινομήθηκε ως χημεία.