1. Заряд ядра визначається числом позитивних зарядів (протонів), які знаходяться у ядрі. Оскільки атом у цілому електронейтральний (qa=0), а заряд електронної оболонки = - Zе, де е – заряд електрона, а Z – кількість електронів, тоді заряд ядра дорівнює:
е = 1,6 . 10-19 Кл,
Z – порядковий номер елемента у таблиці Менделєєва.
Оскільки маса електрона дуже мала: m = 9,1 . 10-31 кг, то в ядерній фізиці вводять позасистемну одиницю для маси, яку називають атомна одиниця маси (АОМ).
1 АОМ = 1,66 . 10-27 кг
За 1 АОМ приймають 1/12 маси ізотопу вуглецю С.
Ізотопи хімічних елементів – це ядра, які мають однаковий заряд, але різну масу, ізобари – навпаки. Введемо поняття масового числа А.
А–ціле число, найближче до маси атома, яке дорівнює кількості нуклонів (протонів, нейтронів) у ядрі.
Символічний запис позначення ядра
На основі експериментів із розсіюванню швидких нейтронів на ядрах різних хімічних елементів було проведене оцінювання розмірів ядра: r~ 10-15м. Густина ядерної речовини дуже велика і не йде ні в яке порівняння зі звичайними величинами: r ~ 1017 кг/м3. До складу ядра, як ми знаємо, входять протони, що визначають його позитивний заряд. А як же бути з масою речовини, яка залишилась (A-Z)?
Тоді, в свій час, було зроблено припущення про те, що до складу ядра входять електрони (протонно-електронна модель ядра). Однак ця модель з її висновками суперечила існуючим експериментальним фактам. У 1933 році англійський фізик Чєдвік установив, що при бомбардуванні ядер атомів різними частками виникає дуже проникливе випромінювання, яке складається з незаряджених часток. Так був видкритий нейтрон. А Іваненко і Гапон створили протонно-нейтронну модель ядра. Тоді N = A - Z.
N – кількість нейтронів у ядрі.
Тепер зрозуміло, що ізотопи відрізняються кількістю нейтронів.
Водень має три ізотопи:
(протій) – протон
(дейтерій) –дейтон
(тритій) – тритон.
2. Оскільки ядро – стійка структура, то між нуклонами ядра повинен існувати певний зв’язок.