پرسش

لطفا توضیحاتی(جامع) در مورد هسته اتمها بدهید.

پاسخ

اتمها دارای مركز بسیار كوچكی به نام هسته هستند. بار هسته مثبت است و تقریباْْ تمام جرم اتم در آنجا قرار دارد. در خارج از هسته ناحیه‌’ بزرگی است كه حجم اتم را معین می‌كند. در این ناحیه تعداد كافی الكترون وجود دارد تا اتم را از نظر الكتریكی خنثی سازد.
رادرفورد نشان داد كه قطر هسته‌ی یك اتم در حدود ده به توان منهای چهارده متر m14- ** 10 است، در مقابل قطر یك اتم متوسط در حدود ده به توان منهای ده m10- ** 10 می‌باشد. از مقایسه‌ی این دو مقدار نتیجه می‌شود كه قطر هسته یك ده هزارم قطر اتم است. فضای مربوط به هسته در داخل یك اتم را می‌توان با فضایی كه یك مگس در وسط استادیوم فوتبال اشغال می‌كند، مقایسه كرد.
آزمایشهای بعدی نشان داد كه هسته، هر قدر هم كوچك باشد، از ذرات كوچكتری تشكیل شده است. یكی از این ذرات، پروتون نام دارد. جرم پروتون با جرم اتم هیدرژن تقریباْْ برابر است. بار مثبت پروتون از نظر بزرگی با بار منفی الكترون برابر است. وقتی سبكترین اتم یعنی هیدروژن ، تنها الكترونش را از دست می دهد ، یون تولید شده ، یك ذره بنیادی است كه پروتون ( از واژه یونانی به معنی نخستین) نام دارد . جرم پروتون 1836 برابر جرم الكترون است .
رادرفورد پی برد كه پروتونها به تنهایی نمی‌توانند تمام جرم هسته را تشكیل دهند. او وجود ذره‌ای جدید در هسته را پیش‌بینی كرد كه از نظر بار الكتریكی خنثی باشد و كمبود جرم را جبران كند. در سال 1932، جیمز چادویك ، این ذره را كشف كرد و نام آن را نوترون نامید. نوترون ذره‌ای بدون بار با جرمی در حدود جرم پروتون است.
بعضی اتمها ، مجموعه ناپایداری از ذرات بنیادی هستند . این اتمها خود به خود اشعه ساطع می‌كنند و به اتمهای دیگر با هویت شیمیایی متفاوت تبدیل می‌شوند . این فرایند كه رادیو اكتیو نامیده می‌شود ، به وسیله هانری بكرل در 1896 كشف شد و ماهیت اشعه حاصل از آنها بعدا توسط رادرفورد مشخص گردید . از مواد رادیو اكتیو سه نوع اشعه به نام‌های آلفا ، بتا و گاما ساطع می‌شود ( امروزه اشعه دیگری نیز شناخته شده كه از اتمهای مصنوعی ، یعنی اتمهایی كه به وسیله بشر ساخته شده‌اند ، حاصل می‌شود . اشعه آلفا مركب از ذراتی است كه هریك دو پروتون و دو نوترون دارند . اشعه بتا جریانی از الكترون است . اشعه گاما اصولا صورتی از نور با انرژی زیاد است . این اشعه بدون بار الكتریكی و شبیه به اشعه ایكس است .