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📜  原子核——定义、结构、发现、特征

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:54:17.977000             🧑  作者: Mango

原子核——定义、结构、发现、特征

在物理学中，原子核是原子的中心组成部分。它比原子小得多，并且包含原子质量的大部分。原子核也包含所有的正电荷（质子），而电子云包含所有的负电荷。

原子核是包含其大部分质量的原子的中心区域。卢瑟福的 α 粒子散射实验表明，原子核包含原子质量的大部分。原子核占原子体积的近 10-14 倍，却占原子质量的 99.99%。

原子结构

这个由质子和中子组成的原子核包含了原子质量的大部分（除了只有一个质子的普通氢）。每个原子的大小大致相同。埃 (Å)，定义为 1 x 10 -10 m，是测量原子大小的有用长度单位。一个原子的直径约为 2-3 Å。

核的发现

汤姆森开始试验阴极射线管。阴极射线管是真空密封的玻璃管，去除了大部分空气。在管子的一端，在两个电极上施加高压，导致一束粒子从阴极（带负电）流向阳极（带正电）。因为粒子束或“阴极射线”起源于阴极，所以这些管子被称为阴极射线管。

汤姆森使用两个带相反电荷的电板围绕阴极射线。阴极射线从带负电的电板重定向到带正电的电板。这意味着阴极射线是由带负电的粒子组成的。阴极射线是带负电的粒子。科学家们逐渐接受了汤姆森的发现。阴极射线粒子变得众所周知，并被命名为电子。

卢瑟福的金箔实验表明，原子大部分是空的，有一个微小的、密集的、带正电的原子核。卢瑟福根据这些发现提出了原子核模型。卢瑟福的金箔实验涉及在薄薄的金箔上发射阿尔法光束。大多数颗粒通过金箔而没有偏转，但少数颗粒轻微偏转，甚至更小部分偏离其路径超过 90 度。

这促使卢瑟福提出了核模型，该模型指出原子由一个非常小的带正电的原子核组成，原子核被带负电的电子包围。根据在他的实验中偏转的阿尔法粒子的数量，卢瑟福计算出原子核只占原子体积的一小部分。

核的组成

原子核由密集排列的质子和中子组成。因为它们是原子中的两个重粒子，所以 99.9% 的质量集中在原子核中。由于质子带有净正电荷，原子核整体带正电，而带负电的电子围绕中心核旋转。因为原子核的质量浓度非常大，所以将质子和中子结合在一起的核力也是巨大的。

由于质子在微小的原子核内彼此如此接近，因此静电排斥力也在原子核内起作用。因为原子核中的质子总数等于围绕原子核旋转的电子总数，所以整个原子是电中性的。

核的特征

  1. 原子核位于原子的中心，包含质子和中子。
  2. 由于存在带正电的质子，原子核决定了原子上的总电荷。
  3. 它还负责元素的化学性质，如原子的化合价、元素与其他元素的反应性以及原子的原子序数和质量数。
  4. 虽然中子是电中性的，但它对原子的质量有贡献。
  5. 质子和中子的数字总和就是原子质量。原子的质量决定了诸如熔点、沸点、密度等物理性质。
  6. 原子核保持静止在原子的中心，而电子由于带正电的原子核和带负电的电子之间的吸引力而围绕它旋转。
  7. 电子在围绕原子核移动时围绕其轴旋转。与原子核相比，电子的质量可以忽略不计，但它决定了原子的化合价，并决定了原子参与任何化学反应的能力。

核质量

如前所述，原子核几乎包含原子的所有质量，电子云的贡献很小。原子的质量与其原子质量数有关，即原子核中质子和中子的总数。每个化学元素的同位素都有不同的质量数。质量数写在元素名称之后或作为元素符号左侧的上标。碳 12 或12 C 是最常见的碳同位素。

原子的尺寸和质量都非常小，以至于使用标准测量单位虽然可能，但通常很不方便。在原子尺度上，已经定义了质量和能量单位，以使测量更容易表达。原子质量单位是质量测量单位 (amu)。 1.66 x 10 -24克是一个原子质量单位。

示例问题

问题一：什么是亚原子粒子？

回答：

问题二：玻尔的原子模型有什么缺点？

回答：

问题 3：如何确定给定同位素的原子核中的中子总数？

回答：

问题4：什么是夸克？

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问题5：质量数和同位素质量不同的原因是什么？

回答：