Ядроның нуклондық моделі: Нұсқалар арасындағы айырмашылық

[[Сурет:8,3 сурет.JPG|thumb|250px|]]

[[Сурет:8,4 сурет.JPG|thumb|250px|]]

Жабық ыдыс ішінде α-бөлшекті шығарушы элемент '''''<big>Ra</big>''''' радий және [[Мырыш|мырыш сульфидімен]] қапталған мөлдір '''''<big>Э</big>''''' экран бар (8.3-сурет). Жабық ыдыстан [[ауа]] сорылып шығарылған. α-бөлшектер экранға соқтығысып, жарқылдар туғызған. Ол жарқылдарды '''''<big>М</big>''''' [[микроскоп]] арқылы бақылаған. Келесі экспериментте ыдысты [[Азот|азот газымен]] толтырады. Енді а-бөлшектер өзінің [[Энергия|энергиясынэнергия]]сын [[азот|азоттың]]тың атомдарын [[Иондау|иондауғаиондау]]ға және оларды қоздыруға жұмсап, экранға жете алмайды. Дегенмен, сирек болса да, экранда жарқылдар байқалған. [[Иондау|Иондану]] кезінде пайда болатын [[Электрон|электрондарэлектрон]]дар ондай жарқылдарды туғыза алмайды. Ендеше α-бөлшек [[азот]] атомымен соқтығысқанда оның ядросынан белгісіз бір зарядталған бөлшекті ұшырып шығарған.

[[Магнит өрісі|Магнит]] және [[Электр Өрісі|электр өрістерінің]] осы белгісіз бөлшектерге әсерлерін зерттеу нәтижелері, оның оң [[Электр заряды|электр заряды]] бар бөлшек екенін көрсетті және осы бөлшектің массасы [[сутегі]] атомы ядросының массасына тең болып шыққан. Осы тәжірибе басқа заттармен - [[фтор]], [[натрий]], [[бор]], [[алюминий]] және т.с.с. қайталанды. Оларды α-бөлшектермен аткылағанда, әр кезде [[сутегі]] атомның ядросы ұшып шығады. Бұл, [[ядро]] құрамына сутегі атомы ядросының кіретінін дәлелдейді. Осы сутегі атомының ядросы [[протон]] деп аталды.

[[Протон]] оң зарядталған және заряды [[электрон|электронның]]ның элементар зарядына (''<big>е</big>'' = 1,6 · 10^-19−19Кл) тең. [[Протон|Протонның]]ның массасы

[[Протон|Протонның]]ның ашылуы алғашқыда атом ядросының протон-электрондық моделін ұсынуға мүмкіндік берді. Бірақ тәжірибелер мен есептеулер атом ядросының [[протон]] мен [[Электрон|электроннанэлектрон]]нан құрылуы мүмкін емес екенін дәлелдеді.<ref name=f1>[[Физика]]: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 11 сыныбына арналған оқулық /С. Түяқбаев, Ш. Насохова, Б. Кронгарт, т.б. — [[Алматы]]: "Мектеп" баспасы. — 384 бет. ISBN 9965-36-055-3</ref>

[[Ядро|Ядроның]]ның құрамына кіретін тағы бір бөлшекті ашуға талпынғандар неміс ғалымдары [[В.Боте]] мен [[Г.Беккер]]. Олар [[1930]] жылы жасаған тәжірибелерінде [[литий]] мен [[Бериллий|берилийді]] а-бөлшектермен атқылағанда, протонның орнына өте нашар жұтылатын бөлшектер ұшып шығатынын байқайды. Бұл бөлшектер қалыңдығы 20 см болатын қорғасын қабатынан өтіп кеткен. Осы мәселемен француз ғалымдары [[Ирен]] және [[Фредерик Жолио]]-Кюрилер де айналысады. Олар [[Бериллий|бериллийдібериллий]]ді а-бөлшектермен атқылағанда пайда болатын сәуле жолына [[парафин]] пластинасын қойғанда, 8.4-суретте көрсетілгендей сутегіге қаныққан [[Парафин|парафинненпарафин]]нен протондар ұшып шығады деп болжам жасайды. Ағылшын ғалымы [[Дж. Чедвик]] осы жылы берилийді а-бөлшектермен атқылағанда одан бөлінетін табиғаты белгісіз сәуленің қасиеттерін зерттеу жұмыстарын жүргізеді.

[[Энергия|Энергияның]]ның және [[Импульс|импульстіңимпульс]]тің сақталу заңдарына сүйене отырып, жүргізілген есептеулер нәтижесінде белгісіз бөлшектің массасын анықтайды. Чедвик бұл сәуленің электрлік бейтарап бөлшектер ағыны екенін дәлелдеген. Белгісіз бөлшектің массасы жуықтап алғанда протонның массасына тең болып шыққан. Атом ядросының құрамында протон сияқты ауыр, бірақ бейтарап бөлшектің бар болуы мүмкін деген батыл болжамды [[1920]] жылы [[Эрнест Резерфорд|Э. Резерфорд]] айтқан және оны нейтрон деп атауды ұсынған еді. Сонымен, жаңа бөлшек [[нейтрон]] деп аталды. [[Нейтрон|Нейтронның]]ның электр заряды нөлге тең, сол себепті оның зат арқылы өтетін өтімділік қабілеті өте жоғары. Қазіргі дәл өлшеулер бойынша нейтронның массасы

[[Нейтрон]] <math>_0^1n</math> символы арқылы белгіленеді, [[Электр заряды|электр заряды]] жоқ, ал салыстырмалы атомдық массасы бірге жуық. Мына жағдайды айта кету керек, [[Нейтрон|нейтронныңнейтрон]]ның массасы [[Протон|протонныңпротон]]ның массасынан 2,5 [[электрон]] массасына артық. Ұзақ уакыт бойы ауада да, жерде де [[нейтрон]] еркін күйінде кездеспеген. Тек [[1950]] жылы ғана осы құбылыстың сыры ашылды. [[Нейтрон]] — тұрақты бөлшек емес. Ядродан бөлініп шыққан нейтрон, 14 минуттай уақыт аралығында [[Протон|протонғапротон]]ға, [[электрон]] және тыныштық массасы жоқ бөлшек — ''антинейтриноға'' өздігінен ыдырайды.<ref name=f1/>

Осы өрнектен ядроның құрамына кіретін нейтрондар санын N анықтауға болады:

Ядроның құрамын сипаттау үшін, оның [[Менделеевтің Периодтық Заңы|Менделеев кестесіндегі]] атомдық нөмірі '''''<big>Z</big>''''' пен массалық сан '''''<big>А</big>''''' қолданылады. Атомдағы [[Электрон|электрондардыңэлектрон]]дардың массасы ядро массасына қарағанда ескермеуге болатындай анағұрлым аз. Сондықтан атом ядросының массалық саны '''''<big>А</big>''''' бүтін санға дейін жуық дәлдікпен алынған [[химия|химиялық]]лық элементтің салыстырмалы атомдық массасына тең. Атомдық реттік нөмірі '''''<big>Z</big>''''', ал массалық саны '''''<big>А</big>''''' болатын [[Химиялық элементтер|химиялық элементтің]] ядросын <math>_Z^AX</math> деп белгілейді.

[[Протон|Протонды]]ды <math>_1^1p</math> , ал [[нейтрон|нейтронды]]ды <math>_0^1n</math> түрінде белгілейді. Протон [[Сутегі|сутегі атомының]] ядросы болғандықтан, оны кейде <math>_1^1H</math> деп те белгілеуге болады. ''Атом ядросы'' деген терминнің орнына оның баламасы ретінде ''нуклидтер'' деген термин де кеңінен қолданылады.<ref name=f1/>

Атом ядроларының массаларын дәл өлшеу [[Химиялықхимиялық элементтер|химиялық элементтердің]]дің басым көпшілігінде зарядтық сандары бірдей, бірақ массалары әр түрлі атомдардың бар екенін көрсетті.

'''Ядролық зарядтары (реттік нөмірлері ''<big>Z</big>'') бірдей, ал массалық сандары ''<big>А</big>'' әр түрлі элементтер атомдарын ''[[Изотоп|изотоптаризотоп]]тар'' (грекше ''isos''— бірдей және ''topos'' — орын) деп атайды.'''

Мысалы табиғатта реттік нөмірі '''''<big>Z</big>''''' = 18 [[Аргон|аргонныңаргон]]ның ядросы құрамында '''''<big>N</big>''''' = 18; 20; 22 нейтрондары бар үш изотопы кездеседі. Атом қабықшасындағы электрондарының сандары бірдей болғандықтан, [[Изотоп|изотоптардыңизотоп]]тардың химиялық қасиеттері де бірдей. Ал ядроның массалары әр түрлі, сондықтан [[изотоп|изотоптардың]]тардың физикалық қасиеттерінде айырмашылық бар.

Табиғаттағы ең ауыр элементтің бірі [[уран]] <math>_{92}^{238}U</math> , <math>_{92}^{235}U</math> , <math>_{92}^{234}U</math> түрінде кездеседі. Ең жеңіл элемент [[сутегі|сутегінде]]нде үш изотоп — <math>_1^1H</math> , <math>_1^2H</math> , және <math>_1^3H</math> бар. Сутегінің жеңіл [[Изотоп|изотопыизотоп]]ы <math>_1^1H</math> — ''протий'', ал <math>_1^2H</math> изотопы — ''дейтерий'' деп аталады. Дейтерийдің табиғи сутегінің құрамындағы үлесі 0,015%. Ол оттегімен қосылғанда ауыр су түзіледі. Сутегінің үшінші <math>_1^3H</math> изотопын ''тритий'' деп атайды және ол табиғатта кездеспейді.

'''Массалық сандары ''<big>А</big>'' бірдей, зарядтық сандары ''<big>Z</big>'' әр түрлі нуклидтерді ''[[Изобаралар|изобаралар]]'' (бірдей ауыр деген сөз) деп атайды.'''

Қазіргі кезде [[Химиялықхимиялық элементтер|химиялық элементтердің]]дің бәрінің де [[Изотоп|изотоптарыизотоп]]тары бар екені белгілі.<ref name=f1/>