Размер ядра
Радиальное
распределение плотности заряда в
различных ядрах
R
= 1.3A1/3 фм,
t
= 4.4a = 2.5 фм.
Размер ядра и закон сил
Э. Резерфорд, 1924 г.: «Билер произвел методом рассеяния детальное изучение закона действия силы вблизи легкого ядра, а именно вблизи ядра алюминия. С этою целью он сравнил относительное число α-частиц, рассеянных внутри одного и того же телесного угла от алюминия и от золота. Для исследованного интервала углов (до 100°) предполагалось, что рассеяние золотом следует закону обратной пропорциональности квадрату расстояния. Билер нашел, что отношение рассеяния в алюминии к рассеянию в золоте зависит от скорости α-частицы. Так, например, для α-частицы с пробегом 3,4 см было получено теоретическое отношение для углов меньших 40°, но оказалось, что отношение для среднего угла рассеяния в 80° лишь на 7°/0 меньше. С другой стороны, для более быстрых α-частиц с пробегом 6,6 см отклонения от теоретического отношения выражены значительно резче и достигают 29% для угла в 80°. Чтобы объяснить эти результаты Билер предположил, что вблизи ядра алюминия, на обычную отталкивательную силу налагается притягательная сила. Результаты хорошо согласуются с допущением, что притягательная сила изменяется обратно пропорционально четвертой степени расстояния и что силы отталкивания и притяжения уравновешиваются на расстоянии 3,4·10-13 см от центра ядра. Внутри этого критического радиуса силы становятся исключительно притягательными; вне – исключительно отталкивательными. Хотя мы и не можем предъявлять особенных требований к точности полученной цифры или к строгости предположенного закона притягательной силы, мы, вероятно, не слишком ошибемся, если положим, что радиус ядра алюминия не превосходит 4·10-13 см. Интересно отметить, что силы взаимодействия между α-частицей и ядром водорода претерпевают быстрое изменение, начиная приблизительно с этого же расстояния. Таким образом, ясно, что размеры ядра у легких элементов малы, а в случае алюминия можно даже сказать – неожиданно малы, если мы вспомним, что в этом ничтожном объеме помещаются 27 протонов и 14 электронов. Предположение о том, что силы взаимодействия между ядрами изменяются от отталкивания к притяжению при очень тесном сближении, представляется весьма правдоподобным; иначе с высшей степени трудно себе представить, каким образом тяжелое ядро с большим избытком положительного заряда могло бы сдерживаться в ограниченном пространстве. Мы увидим, что целый ряд других фактов подкрепляет это представление; однако мало правдоподобно, чтобы притягательные силы вблизи сложного ядра могли быть выражены каким-либо простым степенным законом».
Характеристики свободных нейтрона и протона
Характеристики свободных нейтрона и протона |
n |
p |
Масса, МэВ/c2 |
939.56536±0.00008 |
938.27203±0.00008 |
Квантовое число – спин |
1/2 |
1/2 |
Спин, ћ = 6.58·10-22 МэВ·c |
ћ[1/2(1/2 + 1)]1/2 |
ћ[1/2(1/2 + 1)]1/2 |
Электрический заряд, qe = (1.602176487 ± 40)·10-19 Кл |
(–0.4 ± 1.1)·10-21 |
|qp+qe|/qe < 10-21 |
Магнитный момент, μ = eћ/2mpc = 3.15·10-18 МэВ/Гс |
–1.9130427±0.000005 |
+2.792847351 ± 000000028 |
Электрический дипольный момент d, e·см |
< 0.29·10-25 |
< 0.54 10-23 |
Барионный заряд В |
+1 |
+1 |
Зарядовый радиус, Фм |
|
0.875 ± 0.007 |
Радиус распределения магнитного момента, Фм |
0.89 ± 0.07 |
0.86 ± 0.06 |
Изоспин I |
1/2 |
1/2 |
Проекция изоспина Iz |
–1/2 |
+1/2 |
Кварковый состав |
udd |
uud |
Квантовые числа s ,c, b, t |
0 |
0 |
Период полураспада |
10,24 мин |
> 2.1·1029 лет |
Четность |
+ |
+ |
Статистика |
Ферми-Дирака |
|
Схема распада |
n → p + e- + e |
|
Таблица изотопов химических элементов
В таблице для всех обнаруженных химических элементов приведены порядковый номер, символ, название, минимальное и максимальное массовое число обнаруженных изотопов, процентное содержание изотопов в естественной смеси (округлённое значение). Химическим элементам с Z = 113–118 названия пока не присвоены, они приводятся в специальных международных обозначениях.
1 – порядковый номер химического элемента Z, 2 – символ химического элемента, 3 – название химического элемента, 4 – минимальное–максимальное массовое число A изотопа химического элемента, 5 – массовое число изотопов A (процентное содержание изотопа в естественной смеси), имеющих процентное содержание изотопа в естественной смеси больше 1%.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
0 |
n |
нейтрон |
1 |
|
1 |
H |
водород |
1–7 |
1 (99,986) |
2 |
He |
гелий |
3–10 |
4 (100) |
3 |
Li |
литий |
3–12 |
6 (7,93); 7 (92,07) |
4 |
Be |
бериллий |
5–16 |
9 (100) |
5 |
B |
бор |
6–19 |
10 (19,8); 11 (80,2) |
6 |
C |
углерод |
8–22 |
12 (98,9); 13 (1,1) |
7 |
N |
азот |
10–25 |
14 (99,62) |
8 |
O |
кислород |
12–28 |
16 (99,76) |
9 |
F |
фтор |
14–31 |
19 (100) |
10 |
Ne |
неон |
16–34 |
20 (90,0); 22 (9,73) |
11 |
Na |
натрий |
18–37 |
23 (100) |
12 |
Mg |
магний |
19–40 |
24 (77,4); 25 (11,5); 26 (11,1) |
13 |
Al |
алюминий |
21–43 |
27 (100) |
14 |
Si |
кремний |
22–44 |
28 (89,6); 29 (6,2); 30 (4,2) |
15 |
P |
фосфор |
24–46 |
31 (100) |
16 |
S |
сера |
26–49 |
32 (95,1); 34 (4,2) |
17 |
Cl |
хлор |
28–51 |
35 (75,4); 37 (24,6) |
18 |
Ar |
аргон |
30–53 |
40 (99,632) |
19 |
K |
калий |
32–55 |
39 (93,38); 41 (6,61) |
20 |
Ca |
кальций |
34–57 |
40 (96,96); 44 (2,06) |
21 |
Sc |
скандий |
36–60 |
45 (100) |
22 |
Ti |
титан |
38–63 |
46 (7,95); 47 (7,75); 48 (73,45); 49 (5,51); 50 (5,34) |
23 |
V |
ванадий |
40–65 |
51 (100) |
24 |
Cr |
хром |
42–67 |
50 (4,49); 52 (83,78); 53 (9,43); 54 (2,30) |
25 |
Mn |
марганец |
44–69 |
55 (100) |
26 |
Fe |
железо |
45–72 |
54 (6,04); 56 (91,57); 57 (2,11) |
27 |
Co |
кобальт |
50–75 |
59 (100) |
28 |
Ni |
никель |
48–78 |
58 (67,4); 60 (26,7); 61 (1,2); 62 (3,8) |
29 |
Cu |
медь |
52–80 |
63 (70,13); 65 (29,87) |
30 |
Zn |
цинк |
54–83 |
64 (50,9); 66 (27,3); 67 (3,9); 68 (17,4) |
31 |
Ga |
галлий |
56–86 |
69 (61,2); 71 (38,8) |
32 |
Ge |
германий |
58–89 |
70 (21,2); 72 (27,3); 73 (7,9); 74 (37,1); 76 (6,5) |
33 |
As |
мышьяк |
60–92 |
75 (100) |
34 |
Se |
селен |
64–94 |
76 (9,5); 77 (8,3); 78 (24,0); 80 (48,0); 82 (9,3) |
35 |
Br |
бром |
67–97 |
79 (50,6); 80 (49,4) |
36 |
Kr |
криптон |
69–100 |
80 (2,01); 82 (11,53); 83 (11,53); 84 (57,11); 86 (17,47) |
37 |
Rb |
рубидий |
71–101 |
85 (72,8); 87 (27,2) |
38 |
Sr |
стронций |
73–105 |
86 (9,86); 87 (7,02); 88 (82,56) |
39 |
Y |
иттрий |
76–108 |
89 (100) |
40 |
Zr |
цирконий |
78–110 |
90 (48); 91 (11,5); 92 (22); 94 (17); 96 (1,5) |
41 |
Nb |
ниобий |
81–113 |
93 (100) |
42 |
Mo |
молибден |
83–115 |
92 (14,9); 94 (9,4); 95 (16,1); 96 (16,6); 97 (9,65); 98 (24,1); 100 (9,25) |
43 |
Tc |
технеций |
85–118 |
|
44 |
Ru |
рутений |
87–120 |
96 (5,68); 98 (2,22); 99 (12,81); 100 (12,70); 101 (16,98); 102 (31,34); 104 (18,27) |
45 |
Rh |
родий |
89–122 |
103 (100) |
46 |
Pd |
палладий |
91–124 |
104 (9,3); 105 (22,6); 106 (27,2); 108 (26,8); 110 (13,5) |
47 |
Ag |
серебро |
93–130 |
107 (52,5); 109 (47,5) |
48 |
Cd |
кадмий |
95–132 |
106 (1,4); 108 (1,0); 110 (12,8); 111 (13,0); 112 (24,2); 113 (12,3); 114 (28,0); 116 (7,3) |
49 |
In |
индий |
97–135 |
113 (4,5); 115 (95,5) |
50 |
Sn |
олово |
99–137 |
112 (1,1); 116 (15,5); 117 (9,1); 118 (22,5); 119 (9,8); 120 (28,5); 122 (5,5); 124 (6,8) |
51 |
Sb |
сурьма |
103–139 |
121 (56); 123 (44) |
52 |
Te |
теллур |
105–142 |
122 (2,9); 123 (1,6); 124 (4,5); 125 (6,0); 126 (19,0); 128 (32,8); 130 (33,1) |
53 |
I |
йод |
108–144 |
127 (100) |
54 |
Xe |
ксенон |
109–147 |
128 (1,9); 129 (26,23); 130 (4,07); 131 (21,17); 132 (26,96); 134 (10,54); 136 (8,95) |
55 |
Cs |
цезий |
112–151 |
133 (100) |
56 |
Ba |
барий |
114–153 |
134 (2,42); 135 (6,59); 136 (7,81); 137 (11,32); 138 (71,66) |
57 |
La |
лантан |
117–155 |
139 (100) |
58 |
Ce |
церий |
119–157 |
140 (89); 142 (11) |
59 |
Pr |
празеодим |
121–159 |
141 (100) |
60 |
Nd |
неодим |
124–161 |
142 (25,95); 143 (13,0); 144 (22,6); 145 (9,2); 146 (16,5); 148 (6,8); 150 (5,95) |
61 |
Pm |
прометий |
126–163 |
|
62 |
Sm |
самарий |
128–165 |
144 (3); 147 (17); 148 (14); 149 (15); 150 (5); 152 (26); 154 (20) |
63 |
Eu |
европий |
130–167 |
151 (49,1); 153 (50,9) |
64 |
Gd |
гадолиний |
134–169 |
154 (1,5); 155 (21); 156 (22); 157 (17); 158 (22); 160 (16) |
65 |
Tb |
тербий |
135–171 |
159 (100) |
66 |
Dy |
диспрозий |
138–173 |
160 (1,5); 161 (22); 162 (24); 163 (24); 164 (28) |
67 |
Ho |
гольмий |
140–175 |
165 (100) |
68 |
Er |
эрбий |
143–177 |
164 (1,5); 166 (32,9); 167 (24,4); 168 (26,9); 170 (14,2) |
69 |
Tm |
тулий |
144–179 |
169 (100) |
70 |
Yb |
иттербий |
148–181 |
170 (4,21); 171 (14,26); 172 (21,49); 173 (17,02); 174 (29,58); 176 (13,38) |
71 |
Lu |
лютеций |
150–184 |
175 (97,5); 176 (2,5) |
72 |
Hf |
гафний |
151–188 |
176 (5,3); 177 (18,47); 178 (27,13); 179 (13,85); 180 (35,14) |
73 |
Ta |
тантал |
155–190 |
181 (100) |
74 |
W |
вольфрам |
158–192 |
182 (22,6); 183 (17,3); 184 (30,1); 186 (29,8) |
75 |
Re |
рений |
159–194 |
185 (38,2); 187 (61,8) |
76 |
Os |
осмий |
162–200 |
186 (1,59); 187 (1,64); 188 (13,3); 189 (16,1); 190 (26,4); 192 (41,0) |
77 |
Ir |
иридий |
164–202 |
191 (38,5); 193 (61,5) |
78 |
Pt |
платина |
166–203 |
194 (30,2); 195 (35,3); 196 (26,6) 198 (7,2) |
79 |
Au |
золото |
169–205 |
197 (100) |
80 |
Hg |
ртуть |
171–210 |
198 (10,1); 199 (17,0); 200 (23,3); 201 (13,2); 202 (29,6); 204 (6,7) |
81 |
Tl |
таллий |
176–212 |
203 (29,1); 205 (70,9) |
82 |
Pb |
свинец |
178–215 |
204 (1,5); 206 (23,6); 207 (22,6); 208 (52,3) |
83 |
Bi |
висмут |
184–218 |
209 (100) |
84 |
Po |
полоний |
188–220 |
|
85 |
At |
астат |
191–223 |
|
86 |
Rn |
радон |
193–228 |
|
87 |
Fr |
франций |
199–232 |
|
88 |
Ra |
радий |
201–234 |
|
89 |
Ac |
актиний |
206–236 |
|
90 |
Th |
торий |
208–238 |
232 (100) |
91 |
Pa |
протактиний |
212–240 |
|
92 |
U |
уран |
217–242 |
238 (99,28) |
93 |
Np |
нептуний |
225–244 |
|
94 |
Pu |
плутоний |
228–247 |
|
95 |
Am |
америций |
230–249 |
|
96 |
Cm |
кюрий |
232–252 |
|
97 |
Bk |
берклий |
234–254 |
|
98 |
Cf |
калифорний |
237–256 |
|
99 |
Es |
эйнштейний |
240–258 |
|
100 |
Fm |
фермий |
242–260 |
|
101 |
Md |
менделевий |
245–262 |
|
102 |
No |
нобелий |
248–264 |
|
103 |
Lr |
лоуренсий |
251–266 |
|
104 |
Rf |
резерфордий |
253–268 |
|
105 |
Db |
дубний |
255–269 |
|
106 |
Sg |
сиборгий |
258–273 |
|
107 |
Bh |
борий |
260–275 |
|
108 |
Hs |
хассий |
263–276 |
|
109 |
Mt |
мейтнерий |
265–279 |
|
110 |
Ds |
дармштадтий |
267–281 |
|
111 |
Rg |
рентгений |
272–283 |
|
112 |
Cn |
коперниций |
277–285 |
|
113 |
Uut |
|
278–287 |
|
114 |
Uuq |
|
286–289 |
|
115 |
Uup |
|
287–291 |
|
116 |
Uuh |
|
290–293 |
|
117 |
Uus |
|
291–292 |
|
118 |
Uuo |
|
294 |
|