Kaip Apskaičiuoti Branduolio Krūvį?

Atomas – tai yra kiekvieno elemento, kuris turi chemines savybes, mažiausia ir nedaloma dalelė. Atomą sudaro elektronai, protonai ir neutronai. Taip pat atomas turi branduolį, kuris yra teigiamai elektringoji centrinė atomo dalis, ir kurioje yra sutelkta beveik visa atomo masė. Atomo branduolį sudaro teigiami protonai ir neutralų krūvį turintys neutronai, o aplink jį skrieja neigiamą krūvį turintys elektronai. Elektronų apvalkalas turi neigiamą krūvį, o branduolys turi teigiamą krūvį. Kiekvienas atomo branduolys turi tam tikras charakteristikas, pvz.: elektrinį krūvį, protonų ir neutronų skaičių, masę ir pan.

Branduolio krūvis yra lygus protonų skaičiui:

Atomo branduolys yra sudarytas iš dviejų rūšių cheminių dalelių – protonų ir neutronų. Neutronai – tai yra elektriškai neutralios dalelės, t.y. neturi elektrinio krūvio arba kitaip jų elektrinis krūvis yra lygus nuliui. Protonai – tai yra teigiamai įkrautos dalelės, t.y. turi teigiamą krūvį, o jų elektrinis krūvis yra lygus +1. Taigi, turite žinoti vieną svarbų aspektą, kad branduolio krūvis yra lygus protonų skaičiui, o tuo tarpu protonų skaičius branduolyje yra lygus cheminio elemento atominiam skaičiui. Cheminio elemento atominis skaičius yra nurodomas cheminių elementų lentelėje prie kiekvieno cheminio elemento apačioje ir žymimas “Z”. Pavyzdžiui, cheminio elemento – vandenilio atominis skaičius yra 1, o tai reiškia, kad vandenilio branduolį sudaro vienas protonas, kurio branduolio krūvis yra lygus +1. Kitas pavyzdys, cheminio elemento – natrio atominis skaičius yra 11, o tai reiškia, kad natrio branduolį sudaro 11 protonų, todėl jo branduolio krūvis yra lygus +11. Be to, dar vienas svarbus aspektas, kurį reikia žinoti yra tai, kad cheminiai elementai periodinėje elementų lentelėje yra išdėstyti atominio numerio didėjimo tvarka.

Atomo branduolio elektrinis krūvis visada yra teigiamas. Protonų skaičius branduolyje yra žymimas raide “Z”, dar jis vadinamas atominiu skaičiumi. Šis skaičius yra rašomas prie cheminio elemento apačioje. Skaičius, rašomas prie cheminio elemento viršuje, yra vadinamas masės numeriu ir žymimas raide “A”. Masės numeris (A) yra lygus protonų (Z) ir neutronų (N) skaičių branduolyje sudėčiai, todėl norint jį rasti galima naudoti tokią formulę: A = Z + N.

Branduolio krūvio apskaičiavimas:

Efektyviojo branduolinio krūvio skaičiavimo lygtis yra tokia: Z(eff) = Z – S, kur Z(eff) – tai yra efektyvusis branduolio krūvis, Z – tai yra protonų skaičius, o S – tai vidinių elektronų skaičius. Pavyzdys: magnis turi 10 vidinių elektronų ir 12 protonų. Sustačius duomenis į formulę galima apskaičiuoti efektyvų branduolinį krūvį: Z(eff) = Z – S = 12 – 10 = 2+. Taigi, mūsų pavyzdyje magnio efektyvus branduolinis krūvis yra 2+. 

Branduolinį krūvį taip pat galima nustatyti, kai yra žinomas būdingos atomo radiacijos spektrinių linijų dažnis. Remdamiesi Mosley dėsniu formulę užrašome taip: sqrt (v / R) = (ZS) / n, kur v – tai yra būdingos radiacijos spektrinis dažnis, R – tai Rydbergo konstanta, S – tai yra ekrano konstanta, n – tai pagrindinis kvantinis skaičius. Taigi norint rasti protonų skaičių, formulę galima užrašyti taip: Z = n * sqrt (v / R) + s.

Atominis skaičius branduolyje gali kisti, priklausomai nuo to, ar vyksta branduolio skilimas, ar koks kitas procesas. Pavyzdžiui, branduolio alfa skilimo metu jo atominis skaičius sumažėja dviem dėl alfa dalelių išsiskyrimo. Taigi, šio proceso metu protonų skaičius branduolyje sumažėja dviem. Kitas procesas yra beta skilimas, kuris gali vykti trimis skirtingais pavidalais. Pavyzdžiui, beta minuso skilimo atveju, neutronas virsta protonu, todėl pagrindinis branduolio krūvis padidėja vienu. Beta pliuso skilimo atveju protonas virsta neutronu, todėl branduolio krūvis sumažėja vienu. Elektronų pagavimo atveju branduolinis krūvis taip pat sumažėja vienu.