167
4.6. ATOM NÜVƏSİ. ATOM NÜVƏSİNİN QURULUŞU
1932-ci ildə rus alimi Dmitri İvanenko və alman alimi Verner
Heyzenberq nüvənin proton-neytron modelini təklif etdilər.
Bu modelə görə:
Atomun nüvəsi – proton və neytronlardan ibarət dayanıqlı əlaqəli sistemdir.
Proton (yun.
“protos” – ilkin)
hərfi ilə işarə edilir, müsbət elektrik yükünə malik olub
modulu elektronun yükünün moduluna bərabərdir. Protonun kütləsi
m = 1,6726 ∙ 10
kq olub elektronun kütləsindən 1836 dəfə böyükdür.
Neytron (elektrik cəhətdən neytral mənasını daşıyır)
hərfi ilə işarə olunur, kütləsi təq-
ribən protonun kütləsinə bərabərdir:
m = 1,6749 • 10
kq.
Nüvədəki proton və neytronlar birlikdə
nuklonlar (lat.
“nuklus”– nüvəyə məxsus
hissəciklər) adlanır.
Nüvənin dayanıqlığı nuklonlar arasında qeyri-elektrik təbiətli güclü
nüvə qüvvələrinin
mövcud olması ilə izah olunur.
Nüvə qüvvələri – zərrəcikləri (proton və neytronları) nüvədə saxlayan qüvvələrə deyilir.
Nüvə qüvvələri yaxınatəsir xarakterlidir. Belə ki, nüvə qüvvələrinin təsir radiusu nüvənin
ölçüsü qədərdir:
≈ 10
m. Nüvə qüvvələri bu məsafədə qiymətcə eyni işarəli yükə malik
protonlar arasındakı itələmə xarakterli Kulon qüvvələrindən onlarla dəfə böyükdür.
Nüvənin kütlə ədədi – nüvədəki nuklonların ümumi sayına bərabərdir. O, A hərfi ilə
işarə edilir:
Kütlə ədədi (A) = protonların sayı (Z) + neytronların sayı (N):
A = Z + N.
Bu ifadədən ixtiyari elementin nüvəsindəki neytronların sayı asanlıqla müəyyən edilə
bilər:
N = A – Z.
Kütlə ədədi kimyəvi elementin yuxarı indeksində yazılır.
Nüvənin yük ədədi – nüvədə olan protonların sayıdır. O,
Z hərfi ilə işarə edilir və ele-
mentin aşağı indeksində yazılır.
Beləliklə, ixtiyari kimyəvi element
X
A
Z
şəklində ifadə edilə bilər. Burada
X – kimyəvi
elementin simvoludur. Məsələn, oksigen nüvəsi üçün kütlə ədədi A = 16, yük ədədi isə
Z = 8 olduğuna görə belə yazılır:
.
16
8
O
Rezerford atomun planetar modelini kəşf etdikdən, Bor isə onun
kvant nəzəriyyəsini verdikdən sonra qarşıya belə bir sual çıxdı:
görəsən, atom nüvəsi bölünməz zərrəcikdir? Ola bilərmi ki, atom
nüvəsi də hansısa zərrəciklərdən təşkil olunsun?
Rezerford eksperimental araşdırmalarını
atom nüvəsi üzərinə yönəl-
dir. O, artıq sizə məlum olan metodu – obyektin -zərrəciklərlə
bobardman edilməsi metodunu tətbiq edir.
Rezerford azot atomlarını
-zərrəciklərlə bobardman etdikdə ondan hidrogen nüvəsinə bən-
zəyən (eyni yükə və kütləyə malik) zərrəciklər sıçradığını aşkar etdi.
Bu metod 1919-cu ildə Rezerforda daha bir kəşfə – nüvənin də tər-
kibcə zərrəciklərdən ibarət olduğunu təsdiqləyən kəşfə imza atmağa
imkan verdi
.
Rezerford
nüvənin hansı
zərrəciyini kəşf
etdi?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika –6, 8 və 9
LAYİHƏ
168
Atom nüvəsinin quruluşu. Atom nüvəsi nuklonlar adlanan iki növ zərrəciklərdən
– müsbət yüklü protonlardan və elektrik cəhətdən neytral olan neytronlardan təşkil
olunmuşdur
(a)
.
Adətən, hidrogen atomunun nüvəsi proton adlanır. O, və yaxud
simvolu
ilə işarə edilir. Protonun xarakteristikaları belədir:
= 1,6726 ∙ 10
;
= 1,6 ∙ 10
= ;
nüvədən
kənar sərbəst yaşama dövrü
> 10 dir.
Neytron
simvolu ilə işarə olunur və məlum xarakteristikaları belədir:
= 1,6749 • 10
;
= 0; nüvədən kənar sərbəst yaşama dövrü ≈ 886
-dir.
Proton elementar zərrəcik modelinə görə iki
u və bir
d kvar-
kından ibarətdir
(b)
. Kvarklar kəsrli elektrik yükünə malik
zərrəciklərdir:
u = +
2
3
e; d = −
1
3
e.
Beləliklə, protonun yükü:
p = u + u + d = e, yaxud
p(uud) → +
2
3
e +
2
3
e −
1
3
e = e.
Neytronun daxili quruluşu isə bir
u və iki
d kvarkından ibarət-
dir
(c)
. Ona görə də neytron elektrik cəhətdən neytraldır (yükü
sıfıra bərabərdir):
n = u + d + d = 0, yaxud
n(udd) → +
2
3
e −
1
3
e −
1
3
e = 0.
Atom nüvəsi hansı zərrəciklərdən
təşkil olunmuşdur?
Məsələ 1. Şəkildə üç izotopun nüvə
modelinin sxemi təsvir edilmişdir.
Sxemləri iş vərəqinə köçürün və
nöqtələrin yerinə uyğun izotopda
proton, neytron və elektronların sa-
yını qeyd edin. Onun kütlə və yük
ədədini təyin edin, Mendeleyev
cədvəlindən istifadə edərək izotopun
simvolunu yazın.
– . ..
– . ..
– . ..
– . ..
– …
– . ..
– . ..
– . ..
– . ..
– …
– . ..
– . ..
– . ..
– . ..
– …
ARAŞDIRMA
1
(a)
Atom
Nüvə
Elektron
Proton
Neytron
(b)
(c)
LAYİHƏ
169
Nüvə qüvvələri. Nüvələrin dayanıqlığı onu təşkil edən proton və neytronlar ara-
sında
nüvə qüvvələri (və ya
güclü qarşılıqlı təsir qüvvələri) adlanan xüsusi cazibə
xarakterli qüvvələrin mövcud olmasındadır.
Nüvə qüvvələri – nuklonları nüvədə saxlayan və onun dayanıqlığını təmin edən
qüvvələrdir.
Bu qüvvələrdə aşağıdakı xüsusiyyətlər aşkar edilmişdir:
1)
cazibə xarakterli qüvvələrdir;
2) nüvə ölçüləri dairəsində protonlar arasında mövcud olan itələmə xarakterli Ku-
lon qüvvələrindən 100 dəfə böyükdür;
3) yaxınatəsir xarakterlidir – nüvə ölçüləri dairəsində (
10
10
) meydana
çıxır;
4) qarşılıqlı təsirdə olan nuklonların elektrik yükündən asılı deyildir: protonla-
proton, protonla-neytron və neytronla-neytron arasındakı
nüvə qüvvələri eynidir;
5) doyma xassəsinə malikdir: bu o deməkdir ki, nüvə daxilindəki nuklonlar yalnız
yaxın “qonşuluqdakı” zərrəciklərlə qarşılıqlı təsirdə ola bilir;
6) mərkəzi təsir xarakterli deyildir, yəni nüvə qüvvələri qarşılıqlı təsirdə olan
nuklonların mərkəzlərini birləşdirən xətt boyunca yönəlmir.
İzotoplar.
Nüvələrində protonlarının sayı eyni, lakin neytronlarının sayı müxtəlif olan
atomlar verilən kimyəvi elementin izotopları (yun. “izos” – eyni
və “topos” – yer
)
adlanır. Tərifi belə də söyləmək olar:
Protonlarının sayı eyni, kütlə ədədləri müxtəlif olan atomlar izotoplar adlanır.
Məsələn, hidrogenin üç izotopu məlumdur:
(protium) izotopu yalnız 1 protondan
ibarətdir,
(
deyterium) və
(
tritium) izotopları isə bir protondan və uyğun olaraq
bir və iki neytrondan ibarətdir
(d)
. Qeyd edək ki, neytronlar elementin kimyəvi
xassəsinə heç bir təsir göstərmədiyindən eyni elementin bütün izotoplarının
kimyəvi
xassələri də eyni olur. Lakin neytronlarının sayı müxtəlif olan izotoplar
fiziki xas-
sələrinə görə (məs.: atomun enerji səviyyələrinə görə) bir-birindən fərqlənir.
(d)
H
H
H
LAYİHƏ