Атом ядросының сипаттамасы

Ядроның электр заряды оң таңбалы болып, қарапайым заряд шамасы атомдық нөмірді көрсететін (Z) бүтін санға еселенген болады (Zе). Электр заряды атом ядросының негізгі бір сипаттамасы болып табылады да, қалыпты жағдайда атомдағы электрон санын, химиялық, физикалық, оптикалық жəне басқа қасиеттерін анықтайды. Ядроның барлық əсерлесуінде де зарядтың сақталу заңы орындалады.

Атом ядросының екінші негізгі сипаттамасы оның массасы. 1962 жылы атомның бірлік массасына (1а.б.м.) физикалық шкала

Ядролық физикада масса энергия бірлігімен өлшенеді, ол үшін бірлік масса с² көбейтілетіндігі жоғарыда айтылған болатын.

Қазіргі кезде Масс-спектрограф арқылы, атом массасын өлшеуде бүтін мəннен кейінгі 6-7 таңба дəлдікке дейін дəл өлшеуге болады. Сондықтан да ядро массасы атом массасына сəйкестендіріледі. Атом массасы бүтін саннан өзгеше, ал ядро массасы жақын келетін бүтін санмен дөңгелектенеді. Бұрын айтылғандай массалық сан (А) нуклон санын, реттік нөмір (Z) протон санын көрсетеді.

1) Егер бір химиялық элементтің массалық саны əртүрлі,

протон саны бірдей болса, онда оны изотоптар деп атаймыз.

Мысалы: ₉₂U²³⁵, ₉₂U²³⁶, ₉₂U²³⁸, ₉₂U²³⁹; ₁Н¹, ₁Н², ₁Н³.

~ 171 ~

2) Ал массалық сандары (А) бірдей атом ядролары, (яғни нуклон сандары бірдей) ал протон саны (Z) əртүрлі болса, онда ол

изобаралық ядро деп аталады.

Мысалы: ₁Н³-₂Не³; ₃Li⁷-₄ Bе⁷тағы басқа изобаралар бар.

3) Массалық саны А=36-дан басталатын, жұп болып жұпталған ядролар кездеседі, олар орнықты изобаралар деп аталынады.

Мысалы: 16S³⁶-18Ar³⁶: 18Ar⁴⁰-20Са⁴⁰: 20Са⁴⁰-22Тi⁴⁶ тағы басқалар.

Осындай жұпталған 58 изобаралық жұптылық бар.

4) Изобаралық ядролардың біршамасы триада (үштік)

изобара құрайды:

52Te¹³⁰-54Xe¹³⁰-56Ba¹³⁰; 54Хе¹³⁶-56Ва¹³⁶-58Се¹³⁶

5) Егер ядроның реттік саны да, массалық саны да жұп болса,

онда мұндай ядролар жұптылық деп аталады.

Мысалы: 2Не⁴: 8О¹⁶: 6С¹²:10Ne²⁰:12Mg²⁴:14Si²⁴: 16S³² тағы

басқалар.

6) Изотоптық жəне изобаралық сипаттамалар үшін, нейтрондар артықшылығы деген ұғым жиі пайдаланылады:

нейтрондар саны біріншінің протондар санына тең болса, (яғни Z1=N жəне N1=Z болса), ондай ядро айналы ядро деп аталады.

Осы бірінші мен екінші ядролардың протондарымен нейтрондарын немесе біріншімен екіншінің нейтрондарымен протондарын алмастырсақ, онда бірінші ядро орнына жұпталған ядролық айна пайда болады. Осындай айналы жұпты сипаттайтын нейтрон (0n¹) мен протон (1р¹) болып табылады. Мысалы:

1Н³ (1р+2n) - 2Не³ (2р+1n) 4Ве⁷ (4р+3n) - 3Li⁷ (3р+4n)

Осындай парланған айналы ядролар радиоактивті, олардың екеуінің де қасиеттері өте жақын болады.

~ 172 ~

8) Егер атом ядросының нейтрондар саны бірдей, ал протондар саны əртүрлі болса, онда оны изотондар деп атаймыз.

1) N=1, 1Н²-2Не³

2) N=2, 2Не⁴- 3Li⁵

3) N=3, 3Li⁶-4Ве⁷

4) N=4, 3Li⁷-4Ве⁸- 5Ве⁹- 6С¹⁰

мұндағы 1Н²; 2Не⁴; 3Li⁶; 4Ве⁸ - орнықты ядролар, ал қалғаны радиоактивті.

9) Реттік нөмірі де (Z), массалық саны да (А) бірдей болып келген радиоактивті екі ядроның жартылай ыдырау аралығы (Т) əртүрлі болса, ондай ядро изомерлер деп аталады.

Мысалы: 35Br⁸⁰ 2) 35Br⁸⁰ біреуінің жартылай ыдырау аралығы Т1=18 мин, ал екіншісінің аралығы Т2=4,4 сағ; яғни Т≠const.

10. Егер ядроның реттік нөмірі немесе массалық сандары 2;8;20;28;50;82;126; сандарына сəйкес келуі мүмкін, ондай сандар киелі сандар деп аталады. Ядроның реттік нөміріде массалық сандарыда, осы сандарға сəйкес келсе екі реттік киелі деп аталады.

Атом ядросының қабықтарын толтырудағы киелі сандарды 1947 жылы Мария Гепперт-Майер мен Йоханнес Йенсен нуклондардың спин орбиталдық əсерлесуімен түсіндіріп, 1963 жылы осы еңбегі үшін Нобель сыйлығына ие болды.

Табиғатта жасанды түрде ядролық реакция арқылы алынған (Z=1÷92) ядролар кездеседі.

Сонымен:

1) Z= const - изотоптық ядро

2) А= const - изобаралық ядро

3) А1= А2=А3; Z1≠ Z2≠ Z3 үштік изобара

4) А1= А2; Z1≠ Z2 парланған ядро

5) Z-жұп, А-жұп – жұпталған ядро

7) Z1=N жəне N1= Z айналы ядро

8) N= const изотондар (1Н²-2Не³) Z≠ const

9) А=А1:Z= Z1 изомерлік ядро

10) киелі сандар, екі ретті киелі сандар 2;8;20;28;50;82;126.