二、原子核的质量数和电荷数

         原子核的质量通常以原子质量单位u为单位量度,u与kg之间的关系为

                   1 u = 1.66053886 ´ 10-27  kg .  

测量结果表明,原子核的质量都接近整数,这个整数称为原子核的质量数,通常用A表示。原子核的质量是由质子和中子共同提供的,由于质子和中子的质量相近,并且都接近1u,所以原子核的质量数就是该原子核所包含的核子总数。

         原子核带正电,其电量Q是由它所包含的质子数Z决定的,即

                            Q = Z e ,         

式中e是电子电量的绝对值。Z称为原子核的电荷数,也就是这种元素的原子序数。

         既然原子核是由质子和中子组成的,原子核所包含的中子数N必定等于总核子数A与质子数Z之差,即

                           N = A - Z .                     (19-2)

这样,任何一个原子核都可以用符号 来表示。例如,硼核中有11个核子,其中有5个质子和6个中子,表示为 ,铀核中有238个核子,其中有92个质子和146个中子,表示为 ,等等。

         通常把具有相同质子数Z和相同中子数的一类原子,也就是具有相同原子序数Z和质量数A的一类原子称为一种核素,实际上只要用 ,或 就足以表示一种特定的核素。根据质量数A、质子数Z和中子数N的不同,可以把核素分成以下几类:

         (1) 同位素:是质子数Z相同而中子数N不同的核素,它们在周期表上占据同一个位置。自然界存在的元素往往是由几种同位素所组成,并且各种同位素的含量有一定的比例,这种比例称为同位素的丰度。例如,自然界存在的氧有三种同位素,即 ,它们的丰度分别为99.759%、0.037%和0.204%。又例如,自然界存在的铀也有三种同位素,即 ,它们的丰度分别为99.274%、0.720%和0.006%;

         (2) 同中子异荷素:是具有相同中子数N、不同质子数Z的核素,如

         (3) 同量异位素:是具有相同质量数A的核素,如

         (4) 同质异能素:是具有相同质子数Z和相同中子数、但所处能量状态不同的核素,一般是指处于激发态和基态的核素。

       
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