[概念阐释]

    一、原子核的一般性质(§19-1)

    1. 原子核的组成

    关于原子核的组成,应明确以下几点。

    (1)  原子核是由质子和中子两种粒子组成的。

    (2)  质子带有一个单位正电荷,质量为1.007277 u;中子是质量等于1.008665 u的中性粒子。它们统称为核子。

    (3)  质子和中子是核子的两种状态,它们在质量上的微小差异是由其电性质的不同而引起的。在原子核内,中子是稳定粒子,而在原子核外,中子是不稳定的,一个自由中子的寿命是888.6 s,约为15 min,最后衰变为一个质子、一个电子和一个反中微子。即使在原子核内,在一定条件下,中子与质子之间也是可以互相转化的。

    (4)  质子和中子都是由夸克组成的。

    2. 原子核的质量数和电荷数

    (1)  用原子质量单位量度原子核的质量,都接近整数,这个整数就是原子核的质量数。原子核的质量数就是该原子核所包含的核子数。

    (2)  原子核所包含的质子数就是该原子核的电荷数,也就是这种元素的原子序数。

    (3)  几种特殊核素

    a)  核素是具有相同质子数Z和相同中子数N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。

    b)  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。

    c)  同中子异核素是具有相同中子数N、不同质子数Z的核素。

    d)  同量异位素是具有相同质量数A的核素。

    e)  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。

    3. 原子核的大小和形状

    (1)  根据对原子核电矩的测定推断,认为原子核内电荷和物质的分布近似为球对称,不会有大的偏差。所以,可以用核半径表示原子核的大小。

    (2)  原子核的电荷分布与质量数的关系,以及原子核的物质分布与质量数的关系,都满足相同的形式:

                             ,

不过对于电荷分布r01.20 ~ 1.32 fm,对于质量分布r01.4 ~ 1.5 fm。由此得到,原子核存在一个中子表层的结论。

       
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