La struttura del nucleo atomico è una delle questioni fondamentali della scienza moderna. I continui esperimenti in quest'area hanno consentito agli scienziati non solo di determinare con un alto grado di accuratezza cos'è un atomo, ma anche di utilizzare attivamente le conoscenze acquisite in vari settori e nella creazione delle armi più recenti.
La questione della struttura di ogni cosa sul pianeta interessa gli scienziati da tempo immemorabile. Quindi, anche nell'antica Grecia, alcuni scienziati credevano che la materia fosse una e indivisibile nella sua struttura, mentre i loro oppositori insistevano sul fatto che la materia fosse divisibile e consistesse nelle particelle più piccole - atomi, quindi le proprietà dei vari oggetti differiscono così tanto l'una dall' altra.
Una svolta nello studio della struttura delle molecole avvenne nel XVIII secolo, quando M. V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. D alton, A. Avogadro hanno gettato le basi della teoria atomico-molecolare, secondo la quale tutto in natura è costituito da molecole e quelle, a loro volta, sono fatte diparticelle indivisibili - atomi, la cui interazione tra loro determina le proprietà di base di determinate sostanze.
Una nuova fase nello studio della struttura delle molecole e degli atomi iniziò alla fine del 19° secolo, quando E. Rutherford e un certo numero di altri scienziati fecero scoperte, a seguito delle quali la struttura dell'atomo e il nucleo atomico apparve sotto una luce completamente nuova. Quindi, si è scoperto che l'atomo non è affatto una particella indivisibile, al contrario, è costituito da componenti ancora più piccoli: il nucleo e gli elettroni che si muovono attorno ad esso in orbite intricate. La neutralità generale dell'atomo ha portato alla conclusione che gli elettroni con carica negativa devono essere bilanciati da elementi con carica positiva. Come si è scoperto in seguito, tali elementi esistono davvero: erano chiamati ɑ-particelle, o protoni.
Le moderne conoscenze scientifiche suggeriscono che la struttura del nucleo atomico è molto più complicata di quanto sembrava anche cento anni fa. Quindi, oggi è noto che il nucleo di un atomo include non solo protoni, ma anche particelle che non hanno una carica: i neutroni. Insieme, protoni e neutroni sono chiamati nucleoni. Poiché la massa di un neutrone è solo dello 0,14% maggiore della massa di un protone, questa differenza viene solitamente trascurata nei calcoli.
La dimensione del nucleo è compresa tra 10-12 e 10-13 cm Allo stesso tempo, nonostante nel nucleo sia concentrato più del 95% della massa dell'atomo, la dimensione dell'atomo stesso è centomila volte più grande della dimensione del nucleo.
Basecaratteristiche quantitative che caratterizzano la struttura del nucleo atomico possono essere estratte dalla tavola periodica di D. I. Mendeleev. Come sapete, il numero di protoni nel nucleo è uguale alla somma degli elettroni che ruotano attorno ad esso e corrisponde al numero di serie nella tabella degli elementi. Per conoscere il numero di neutroni, è necessario sottrarre il numero di serie dalla massa totale dell'elemento e arrotondare per eccesso a un numero intero. Le sostanze in cui il numero di protoni è lo stesso, ma il numero di neutroni è diverso, sono dette isotopi.
Una delle domande più importanti poste dagli scienziati che hanno studiato la struttura del nucleo è stata la questione delle forze che trattengono i protoni, perché, avendo la stessa carica, devono respingersi. Gli studi hanno dimostrato che le distanze tra i protoni nel nucleo sono così piccole che semplicemente non si verifica repulsione tra di loro. Inoltre, i bioni, che si trovano tra i protoni, contribuiscono alla stretta interazione e alla costante attrazione di questi ultimi l'uno verso l' altro.
La struttura del nucleo atomico è ancora piena di molti misteri. Risolverli non solo aiuterà l'umanità a comprendere meglio la struttura del mondo, ma farà anche un passo avanti qualitativo nella scienza e nella tecnologia.
