Строение атомного ядра

Открытие протона

После открытия атомного ядра возник вопрос: не является ли и оно составным? Может быть, атомное ядро тоже состоит из каких-то частиц?

К изучению структуры ядра приступил уже известный вам Резерфорд. Он применил знакомый вам метод: бомбардировку α-частицами.

И этот метод снова принёс открытие: в 1919 году Резерфорд обнаружил, что при бомбардировке атомов азота вылетают частицы, как две капли воды похожие на ядра атомов водорода — имеющие такие заряд и массу. Вскоре выяснилось, что это и есть ядра водорода. Резерфорд назвал их протонами¹.

¹ От греческого слова «протос» — первый.

Выяснилось, что протон имеет положительный заряд, равный по модулю заряду электрона (1,6 • 10^-19 Кл), но масса протона оказалась примерно в 1800 раз больше массы электрона (1,67- 10^-27 кг).

Могут ли все ядра состоять только из протонов?

От этого заманчиво простого предположения пришлось отказаться практически сразу. И вот почему.

Если бы все ядра состояли только из протонов, масса ядра была бы пропорциональна его заряду, так как и масса, и заряд ядра были бы пропорциональны числу протонов. Однако на самом деле такой пропорциональности нет.

Так, масса ядра гелия (α-частицы) в 4 раза больше массы ядра атома водорода, а заряд ядра гелия всего лишь в 2 раза больше заряда ядра водорода.

Кроме того, выяснилось, что существуют ядра с одинаковым зарядом, но разными массами. Такие ядра назвали изотопами². Существование изотопов также противоречило предположению о том, что ядра состоят только из протонов: ведь в таком случае ядра с разной массой обязательно должны были бы иметь и разный заряд.

² От греческих слов «изос» — одинаковый и «топос» — место: элементы, имеющие ядра с одинаковым электрическим зарядом, занимают одно и то же место в периодической системе элементов Менделеева.

Продолжение >>>