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原子与原子核的结构与性质

时间:2022-11-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:世界上一切物质都是由原子构成,任何原子都由原子核和绕原子核旋转的电子构成。原子核本身又由带正电荷的质子和不带电的中子两种核子组成。质子的电荷与电子的电荷量值相等而符号相反。原子核中的质子数称为原子序数,它决定原子属于何种元素,质子数和中子数之和称为该原子核的质量数,用符号A表示。一个原子质量单位的定义是:1u=12 C原子质量/12,称为原子质量碳单位。实验表明,原子核是接近与球形的。

1.原子原子核的结构

世界上一切物质都是由原子构成,任何原子都由原子核和绕原子核旋转的电子构成。原子核比较重,带有正电荷;电子则轻得多,带有负电荷,它们位于围绕核的满足量子态条件的各轨道上。原子核本身又由带正电荷的质子和不带电的中子两种核子组成。质子的电荷与电子的电荷量值相等而符号相反。原子核中的质子数称为原子序数,它决定原子属于何种元素,质子数和中子数之和称为该原子核的质量数,用符号A表示。

2.原子与原子核的质量

原子质量采用原子质量单位,记作u(是unit的缩写)。一个原子质量单位的定义是:1u=12 C原子质量/12,称为原子质量碳单位。原子质量单位与g或kg的转换关系为1u=12/(2NA)=1.660 538 7×10-27 kg。其中,NA=6.022 142×1023个原子/mol是阿伏伽德罗常量。

核素用下列符号表示:

其中X是核素符号,A是质量数,Z是质子数,N是中子数,且A=N+Z。质子数相同、中子数不同的核素称为同位素,如235 U和238 U是铀的两种天然同位素。

3.原子核的半径与密度

实验表明,原子核是接近与球形的。体内过程采用核半径表示原子核的大小,其宏观尺度很小,数量级为10-13~10-12 cm。核半径是通过原子核与其他粒子相互作用间接测得的,有两种定义,即核力作用半径和电荷分布半径。实验测得核力作用半径RN可近似为:

式中:r0=(1.4~1.5)×10-13 cm=(1.4~1.5)fm。

核内电荷分布半径就是质子分布半径RC,表示为:

显然,电荷分布半径RC比核力作用半径RN要小一些。

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