ملخص تركيب النواة وخصائصها، الفيزياء

بِنيةُ النّواة

• نيوكليون: يُطلق اسم نيوكليون على كلٍّ من البروتون والنيوترون.
• وَحدة الكتلة الذرية: وحدة تتناسب مع كتل النوى، وتساوي $\frac{1}{12}$ من كتلة نظير الكربون 12 ($^{12}_{6}C$).
• والعدد الذري يعبّر عن شحنة النواة، ويساوي عدد الإلكترونات في الذّرّة المتعادلة. ويُعبَّر عن نواة أيّ عنصر برمزه الكيميائي، إضافة إلى عددها الذري وعددها الكتلي على النحو الآتي: $^{A}_{Z}X$

خصائص النواة

• معظم النوى شكلها كروي تقريبًا، وقد أثبتت التجارب العملية أنّ نصف قُطْر النواة ($r$) يتناسب مع الجذر التكعيبي لعددها الكتلي: $r = r_0 A^{\frac{1}{3}}$
• وعليه، فإنّ حجم النواة ($V$) يتناسب طرديًّا مع عددها الكتلي: $V = \frac{4\pi}{3} r^3 = \frac{4\pi}{3} r_0^3 A$
• ونظرًا إلى أنّ النواة تتكوّن من نيوكليونات (بروتونات ونيوترونات) كتلها متقاربة، فإنّه يمكن التعبير عن كتلة النواة بدلالة كتلة النيوكليون على النحو الآتي: $m = m_{nuc} A$

نطاق الاستقرار

• نطاق الاستقرار: نطاق ضيق تقع ضمنه النوى المستقرة عند تمثيل العلاقة بين عدد البروتونات وعدد النيوترونات للنوى بيانيًّا.

طاقة الربط النوويّة

• طاقة الربط النووية: الطاقة التي يجب تزويدها للنواة لفصل مكوّناتها (النيوكليونات) بعضها عن بعض نهائيًّا.
• طاقة الربط النووية لكل نيوكليون: حاصل قسمة طاقة الربط النووية على عدد النيوكليونات ($A$) في النواة.
• $E = mc^2$
• إنّ الفرق بين كتلة النواة ومجموع كتل مُكوِّناتها مضروبًا بمربع سرعة الضوء يساوي طاقة الربط النووية، ويُحسب فَرْق الكتلة من العلاقة الآتية: $\Delta m = Z m_p + N m_n - M$