文档介绍：第一章
原子核的基本性质
上世纪初的原子模型(发现原子核之前)
:
正电荷均匀分布在一个球体内,电子镶嵌在其中某些平衡位置上,并作简谐振动。
1856~1940
1906年诺贝尔物理奖
原子核的组成及其稳定性
1、原子的核式模型
1871~1937
1908年诺贝尔化学奖
其他主要贡献:
1919年,
1920年,预言中子存在。
培养了12位诺贝尔奖获奖者。
1909年卢瑟福散射试验,1911年提出原子的核式模型。
卢瑟福散射实验结论:
正电荷集中在原子的中心,即原子核;
线度为10–12cm量级,为原子的10–4量级;
%以上;
从此建立了原子的有核模型。
原子的电中性,要求:
原子核所带电量与核外电子电量相等,
核电荷与核外电子电荷符号相反。
即:核电荷Ze,核外电子电荷–Ze。
2、中子的发现与原子核的组成
发现中子之前,人们猜测原子核是由质子和电子组成的。
这个假设可以解释原子核的质量和电荷。
但也遇到了不可克服的困难。
与实验和理论不符。
例子:
氦核(质量数4,电荷数+2)的大小为:
假设氦核中有电子,那么电子的德布罗意波长
不能大于2d,即
由不确定关系:
由相对论方程:
得到电子能量为:
对比实验这一结论不存在,所以假设不成立,即核中
无电子。另外从原子核的自旋也可证明核中无电子。
1932年查德威克(J. Chadwick)发现中子。(据此获1935年诺贝尔物理学奖)
1891~1974
用粒子轰击铍,铍放射出穿透力很强的中性粒子,可以将含氢物质中的质子击出,并证明其有与质子相近的质量。
实验中放出的不是高能,而是中子。
核电荷数Z同时表示:
核内质子数,核的电荷数,核外电子数。
原子核由质子和中子组成,
中子和质子统称为核子。
中子不带电。质子带正电,电量为e。
电荷数为Z的原子核含有Z个质子。
中子发现后,海森堡()很快提出,原子核由质子和中子组成,并得到实验支持。
1901~1976
因量子力学方面贡献,获1932年诺贝尔物理奖。
中子、质子和电子的质量与电荷
质量(u)
电荷(e)
中子
0
质子
+1
电子
-1
原子核由中子和质子组成,中子不带电,质子带单位正电荷。中子和质子质量相当,分别约等于一个原子质量单位。核中中子和质子统称为核子,数目以A表示,A称为核子数或质量数,核中质子数记为Z,中子数记为N。常用如下形式表示一个原子核:
实际上核素符号X和质子数Z具有唯一、确定的关系,所以用符号AX足以表示一个特定的核素。
II. 原子核的表示
核子数A
质子数Z
中子数N
元素符号X