4.3.1 Нуклонная модель ядра Гейзенберга – Иваненко. Заряд ядра. Массовое число ядра. Изотопы

В планетарной модели атома положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре. Нуклонная модель описывает состав самого ядра.

Нуклоны

Нуклонная модель ядра Гейзенберга – Иваненко — модель, согласно которой атомное ядро состоит из протонов и нейтронов.

Протон имеет положительный заряд $+ e$ , а нейтрон не имеет электрического заряда. Протоны и нейтроны вместе называют нуклонами.

Число протонов в ядре обозначают $Z$ и называют зарядовым числом. Поэтому заряд ядра равен $+ Z e$ , где $e$ — элементарный заряд.

Зарядовое число совпадает с порядковым номером химического элемента в таблице Менделеева. В нейтральном атоме число электронов также равно $Z$ .

Важно

Заряд ядра определяется только числом протонов. Нейтроны не изменяют заряд ядра.

Массовое число ядра $A$ — общее число протонов и нейтронов, то есть всех нуклонов ядра.

Если в ядре $Z$ протонов, то число нейтронов равно $A - Z$ . Ядро химического элемента $X$ записывают как $_{Z}^{A} X$ .

Например, в ядре $_{13}^{27} Al$ находятся 13 протонов и $27 - 13 = 14$ нейтронов. Его заряд равен $+ 13 e$ , а массовое число равно 27.

Обозначение атомного ядра и изотопы водорода

Важно

Массовое число — это число нуклонов, а не масса ядра в килограммах.

Изотопы — разновидности одного химического элемента, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

У изотопов одинаковое зарядовое число $Z$ , поэтому они относятся к одному элементу. Их массовые числа $A$ различаются.

Например, ядра изотопов водорода $_{1}^{1} H$ , $_{1}^{2} H$ и $_{1}^{3} H$ содержат один протон, но соответственно ноль, один и два нейтрона.

Ядро состоит из протонов и нейтронов — нуклонов.
Число протонов $Z$ определяет заряд ядра $+ Z e$ и химический элемент.
Массовое число $A$ равно общему числу нуклонов, а число нейтронов равно $A - Z$ .
Ядро обозначают как $_{Z}^{A} X$ .
Изотопы имеют одинаковое $Z$ , но разные числа нейтронов и массовые числа.