原子核的模型

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1、原子核的模型原子核的模型　　在过去，人们认为构成宇宙间万物的基本砖石是化学元素，是各种原子。而现在，情况变了，人们发现构成宇宙间万物的基本砖石只有两种——质子和电子。各种元素的原子，不过是由这两种基本砖石造成的预制件。把这些预制件以各种形式搭配起来，就可以建成千变万化的物质世界。　　用这两种基本砖石是怎样造成预制件的呢？科学家们提出了质子-电子模型：　　第一号预制件就是氢，它是由一个质子的核心和绕着质子旋转的一个电子构成的。　　第二号预制件是氦，它的核是由四个质子和两个电子组成的。一个质子带有一个单位阳电荷，一个电子带有一个单位阴电荷，在

2、氦原子核中，两个电子的阴电荷中和了两个质子的阳电荷，所以氦原子核显示出来的是两个单位阳电荷。而绕着氦原子核转的电子相应的也正好是两个。　　在原子核中，带阴电荷的电子像胶水一样把较多的带阳电荷的质子粘在一起。科学家们非常简单地把一些困难问题都解决了。　　为了更清楚地标明各种预制件的情况，人们把第一个预制件用11H表示，在左上角的1表示原子核的质量数，也就是原子核中的质子的数目，左下角的1表示原子核的阳电荷数，也就是原子序数。　　第二个预制件是42He。这说明氦原子核中有4个质子，带两个阳电荷。当然为了中和多余的阳电荷，核中还应该有2个电子。

3、　　只要有质子和电子，就能搭配成各种预制件。例如，周期表上第8号元素氧是168O。显然，它的原子核要用16个质子和8个电子组成，而核外的电子是8个。　　周期表中第17号元素是氯。阿斯顿发现氯有两种同位素，所以这种元素又分为两种原子：一种影3517Cl，它的原子核是由35个质子和18个电子构成的；另一种是3717Cl，它的原子核是由37个质子和20个电子构成的。这两种原子外围的电子数都是17。　　这一切是多么简单啊！只要用最简单的加减法就能解决问题。　　那些天然放射性元素可以看作是一些大型预制件。这些预制件不很牢固，常常会自动掉下一两块东西

4、，就变成另外型号的预制件。　　居里夫人发现的镭的符号是22688Ra，它放射出α粒子——也就是氦原子核42He，结果变成镭射气——氡22286Rn。我们可以写成一个原子核反应方程：　　22688Ra→22286Rn＋42He氡还要继续放射出α粒子，反应方程是：　　22286Rn→22286Po＋42He　　你们看，在反应方程的箭头两边，元素符号左上角的数目的和是相等的，226＝222＋4，222＝218＋4；元素符号左下角的数目的和也是相等的，88＝86＋2，86＝84＋2。　　很清楚，一种放射性元素放出α粒子以后，它的原子核的质量数就减

5、少4，阳电荷数减少2。结果，这种元素就蜕变为原子序数比它少2的另一种元素。88号元素镭放出α粒子蜕变成86号元素氡，86号元素氧放出α粒子蜕变成84号元素钋。22284Po是钋的一种同位素，最初发现时把它叫做镭A。卢瑟福实现人工核反应用的镭C′，也是钋的一种同位素——21484Po。　　放出β射线的情形又怎样呢？这也很简单，β射线就是电子流。由于电子的质量仅仅是质子的1/1836，可以当作零，它的符号可以写成0-1e，通常简写成e-。　　天然的锕是22789Ac，它放出β射线后变成了钍的同位素。也就是：　　22789Ac→22790Th＋

6、0-1e　　反应方程式的箭头两边：元素符号左上角的数目的和仍然相等，就是：　　227＝227＋0；　　左下角数目之和也相等：89＝90－1。　　也就是说：一种放射性元素放出β射线后，它的原子核的质量数不变，而原子核带的阳电荷数增加1，结果就蜕变为原子序数增加1的另一种元素。89号元素锕放出β射线以后，就蜕变成90号元素钍。　　那么，把α粒子打到一个原子核中去的人工核反应，情况又是怎样呢？比如卢瑟福把α粒子打到氮原子核中去，打出了质子，氮原子核会变成什么呢？按照质子-电子模型，这个人工核反应可以表示为：　　42He＋147N→178O＋11

7、H　　也就是说，氮原子核变成了氧原子核。　　这种原子核的质子-电子模型看来好像很合理，不仅对原子核的质量数和电荷数都解释得很好，而且对天然放射性和人工核反应也解释了。说原子核中有电子，似乎也是有道理的，因为天然放射性元素的确会放射出电子流——β射线。　　但是，进一步的研究，终于否定了这种模型。