Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Внутриядерные взаимодействия
Поскольку атомные ядра входят в состав важнейших в химическом отношении структур — атомов и молекул — вопросы строения атомных ядер, а также их устойчивости представляют огромное значение для химии. Центральную роль в выяснении этих вопросов играет проблема внутриядерных взаимодействий, определяющих взаимные влияния нуклонов и все свойства атомного ядра как целого. Между нуклонами внутри ядер существует два типа взаимодействий: · остаточное цветовое (т.н. ядерные силы), обусловленное цветовыми зарядами кварков, содержащихся внутри расположенных рядом нуклонов; · фундаментальное электромагнитное, обусловленное электрическими зарядами протонов, а также собственными магнитными моментами протонов и нейтронов. Кроме того, все нуклоны имеют спиновое число s = 1/2 и относятся к классу фермионов. Следовательно, атомные ядра являются фермионными структурами, что накладывает специальные условия на возможные способы взаимодействия нуклонов друг о другом (действие принципа Паули). Внутриядерные взаимодействия, в первую очередь, обусловливают устойчивость ядра, саму возможность его существования как единой связанной структуры. Главную роль здесь играют кулоновские и ядерные силы, тогда как магнитные и фермион-фермионное взаимодействия приводят к сложному поведению атомных ядер, к разнообразию их свойств. Вклады кулоновских и ядерных сил в устойчивость ядер различны и даже противоположны друг другу. Кулоновские силы являются силами отталкивания, поскольку заряды всех протонов имеют один и тот же знак. Поэтому эти силы обусловливают существование внутри ядра положительной потенциальной энергии (Е кул), которую можно вычислить как работу, необходимую для сближения определенного числа зарядов на заданное малое расстояние. Фундаментальный характер кулоновских сил приводит к тому, что работа, необходимая для внедрения в ядро каждого последующего протона, гораздо больше, чем предыдущего. В расчете на один нуклон, кулоновская энергия отталкивания быстро возрастает с увеличением заряда ядра. Ядерные силы являются силами притяжения и обусловливают существование отрицательной потенциальной энергии (Е ядерн). Они относятся к остаточному типу и являются насыщаемыми, т.е. действуют только между соседними нуклонами. По мере увеличения числа нуклонов в ядре величина энергии Е ядерн (в расчете на один нуклон) растет только до определенного предела. Разницу между двумя основными типами взаимодействий можно наглядно отобразить с помощью графиков зависимости от числа нуклонов (N) удельных значений энергий Е кул/ N и Е ядерн/ N.
Из графика ясно видно, что при небольших размерах ядра (N < N*) суммарная энергия ядра отрицательна и в нем преобладают силы притяжения. Поэтому такие ядра устойчивы. Напротив, большие ядра (N > N*) характеризуются положительной энергией и в них превалируют силы отталкивания. Такие ядра нестабильны и подвергаются самопроизвольному разрушению на более мелкие агрегаты нуклонов. Эта нестабильность обычно обозначается термином "радиоактивность". (Существует множество оценок критического числа N*, которые лежат в интервале от 130 до 150.) С химической точки зрения важное значение имеет то обстоятельство, что разнообразие долгоживущих ядер, а, следовательно, и химических элементов, ограничено критической величиной атомного номера (N ~ N*). Учет тонких эффектов, связанных с внутриядерными магнитными силами, влияние электронных оболочек и т.д. приводит к тому, что изображенные на графике зависимости, при сохранении их общего характера, становятся более сложными, "извилистыми".
Это приводит к появлению широкой области значений числа нуклонов, в которой устойчивость ядер становится плохо предсказуемой. Здесь возможно появление т.н. "островков" устойчивости и неустойчивости. Date: 2015-09-05; view: 1377; Нарушение авторских прав |