随着原子序数的增加,稳定原子核中的中子数大于质子数。
随着原子序数的增加,较轻的原子核质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子核中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多.
为什么随着原子序数的增加,稳定原子核中的中子数大于质子数?
可以从电磁力和核力的作用范围去考虑。若质子与中子成对地人工构建原子核,随原子核的增大,核子间的距离增大,核力和电磁力都会减小,但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时,相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了;
若只增加中子,中子与其他核子没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,所以有助于维系原子核的稳定,所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。
由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,若再增大原子核,一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用,这时候再增加中子,形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。
三、结合能
由于核子间存在着强大的核力,原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子,需要克服核力做巨大的功,或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核,可以使它分解为一个质子和一个中子。
从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时,这个反应才会发生。相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核,要放出2.22MeV的能量。
1、原子核的结合能:
当核子结合成原子核时要放出一定能量;原子核分解成核子时,要吸收同样的能量.这个能量叫做原子核的结合能.
结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量,而是为把核子分开而需要的能量。
2、比结合能:原子核越大,它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比,称做比结合能,也叫平均结合能。
比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系,指出了求原子核的结合能的方法。
四、质量亏损
1、质量亏损
质量亏损:原子分解为核子时,质量增加;核子结合成原子核时,质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和,叫做质量亏损。
科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等,例如精确计算表明:氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些,这种现象叫做质量亏损,质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来。
质量不是能量、能量也不是质量,质量不能转化能量,能量也不能转化质量,质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
2、爱因斯坦质能方程: E=mc2
相对论指出,物体的能量(E)和质量(m)之间存在着密切的关系,即E=mc2式中, c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明:物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这