В химията ядрото е положително зареденият център на атом състояща се от протони и неутрони. Известен е още като "атомното ядро". Думата "ядро" идва от латинската дума ядро, което е форма на думата Nux, което означава ядка или ядро. Терминът е въведен през 1844 г. от Майкъл Фарадей, за да опише центъра на един атом. Науките, участващи в изучаването на ядрото, неговия състав и характеристики, се наричат ядрена физика и ядрена химия.
Протоните и неутроните се държат заедно от силна ядрена сила. Електроните, макар и привлечени от ядрото, се движат толкова бързо, че падат около него или го орбитат на разстояние. Положителният електрически заряд на ядрото идва от протоните, докато неутроните нямат нетен електрически заряд. Почти цялата маса на атом се съдържа в ядрото, тъй като протоните и неутроните имат много повече маса от електроните. Броят на протоните в атомното ядро определя неговата идентичност като атом на конкретен елемент. Броят на неутроните определя кой изотоп на елемент е атома.
размер
Ядрото на един атом е много по-малко от общия диаметър на атома, защото електроните могат да бъдат отдалечени от центъра на атома. Водородният атом е 145 000 пъти по-голям от ядрото му, докато урановият атом е около 23 000 пъти по-голям от ядрото му. Водородното ядро е най-малкото ядро, защото се състои от самотен протон. Тя е 1,75 фетометра (1,75 х 10)-15 т). Обратният атом на урана съдържа много протони и неутрони. Ядрото му е около 15 фемтометра.
Подреждане на протони и неутрони
Протоните и неутроните обикновено са изобразени като уплътнени заедно и равномерно разположени в сфери. Това обаче е опростяване на действителната структура. Всеки нуклон (протон или неутрон) може да заема определено енергийно ниво и диапазон от места. Докато ядрото може да бъде сферично, то може също да бъде с крушовидна форма, ръгби с топка, дискус или триосово.
Протоните и неутроните на ядрото са бариони, съставени от по-малки субатомни частици, наречени кварки. Силната сила има изключително малък обхват, така че протоните и неутроните трябва да са много близо един до друг, за да бъдат свързани. Атрактивната силна сила преодолява естественото отблъскване на подобно заредените протони.
Hypernucleus
В допълнение към протоните и неутроните, съществува трети тип барион, наречен хиперон. Хиперонът съдържа поне един странен кварк, докато протоните и неутроните се състоят от кварки нагоре и надолу. Ядро, което съдържа протони, неутрони и хиперони, се нарича хипернуклеус. Този вид атомно ядро не е наблюдаван в природата, но е формиран в експериментите по физика.
Хало нуклеус
Друг вид атомно ядро е хало ядро. Това е основно ядро, което е заобиколено от орбитален ореол от протони или неутрони. Хало ядрото има много по-голям диаметър от типичното ядро. Освен това е много по-нестабилна от нормалното ядро. Пример за хало ядро е наблюдаван в литий-11, който има ядро, състоящо се от 6 неутрона и 3 протона, с ореол от 2 независими неутрона. Полуживотът на ядрото е 8,6 милисекунди. Вижда се, че няколко нуклиди имат хало ядро, когато са в възбудено състояние, но не и когато са в основно състояние.
Източници:
- М. Май (1994 г.). „Последни резултати и направления в хиперядрената и каонната физика“. В. Pascolini. PAN XIII: Частици и ядра. Световна научна. ISBN 978-981-02-1799-0. OSTI 10107402
- W. Nörtershäuser, радиатори на ядреното зареждане на Be и едноневронен хало нуклеус Be, Писма за физически преглед, 102: 6, 13 февруари 2009 г.,