تعريف النواة في الكيمياء

في الكيمياء ، النواة هي مركز موجب الشحنة ذرة تتكون من البروتونات و النيوترونات. تُعرف أيضًا باسم "النواة الذرية". تأتي كلمة "نواة" من الكلمة اللاتينية نواةوهو شكل من أشكال الكلمة لا شيءوهو ما يعني الجوز أو النواة. صاغ المصطلح مايكل فاراداي عام 1844 لوصف مركز الذرة. العلوم المشاركة في دراسة النواة وتكوينها وخصائصها تسمى الفيزياء النووية والكيمياء النووية.

وتحتفظ البروتونات والنيوترونات معا قوة نووية قوية. تتحرك الإلكترونات ، على الرغم من انجذابها إلى النواة ، بسرعة كبيرة بحيث تسقط حولها أو تدور حولها عن بُعد. تأتي الشحنة الكهربائية الإيجابية للنواة من البروتونات ، في حين أن النيوترونات ليس لديها شحنة كهربائية صافية. يتم احتواء كل كتلة الذرة تقريبًا داخل النواة لأن البروتونات والنيوترونات لها كتلة أكبر بكثير من الإلكترونات. يحدد عدد البروتونات في النواة الذرية هويتها على أنها ذرة عنصر معين. يحدد عدد النيوترونات نظير عنصر الذرة.

نواة الذرة أصغر بكثير من القطر الكلي للذرة لأن الإلكترونات يمكن أن تكون بعيدة عن مركز الذرة. ذرة الهيدروجين أكبر بـ 145.000 مرة من نواتها ، في حين أن ذرة اليورانيوم أكبر بحوالي 23000 مرة من نواتها. نواة الهيدروجين هي أصغر نواة لأنها تتكون من بروتون وحيد. يبلغ 1.75 الفمتومتر (1.75 × 10)

عادة ما يتم تصوير البروتونات والنيوترونات على أنها مضغوطة معًا ومباعدة بالتساوي في المجالات. ومع ذلك ، هذا هو المبالغة في تبسيط الهيكل الفعلي. يمكن لكل نوكليون (بروتون أو نيوترون) أن يشغل مستوى طاقة معينًا ومجموعة من المواقع. في حين أن النواة يمكن أن تكون كروية ، إلا أنها قد تكون أيضًا على شكل كمثرى أو على شكل كرة الرجبي أو على شكل قرص أو ثلاثي المحاور.

البروتونات والنيوترونات في النواة عبارة عن باريونات تتكون من جزيئات دون ذرية أصغر، تسمى الكواركات. القوة القوية لها مدى قصير للغاية ، لذا يجب أن تكون البروتونات والنيوترونات قريبة جدًا من بعضها البعض حتى تكون مرتبطة. تتغلب القوة القوية الجذابة على النفور الطبيعي للبروتونات المشحونة.

بالإضافة إلى البروتونات والنيوترونات ، هناك نوع ثالث من الباريون يسمى هايبرون. يحتوي الهيرون على كوارك غريب واحد على الأقل ، بينما تتكون البروتونات والنيوترونات من كواركات صعودا وهبوطا. تسمى النواة التي تحتوي على البروتونات والنيوترونات والفرط بفرط النواة. لم يتم رؤية هذا النوع من النواة الذرية في الطبيعة ولكن تم تشكيلها في تجارب الفيزياء.

نوع آخر من النواة الذرية هو نواة هالة. هذه نواة جوهرية محاطة بهالة مدارية من البروتونات أو النيوترونات. نواة الهالة لها قطر أكبر بكثير من النواة النموذجية. كما أنها أكثر استقرارًا من النواة العادية. وقد لوحظ مثال على نواة هالة في الليثيوم -11 ، الذي يحتوي على نواة تتكون من 6 نيوترونات و 3 بروتونات ، مع هالة من نيوترونين مستقلين. يبلغ عمر النصف للنواة 8.6 مللي ثانية. وقد شوهدت العديد من النويدات لديها نواة هالة عندما تكون في حالة متحمس ، ولكن ليس عندما تكون في الحالة الأرضية.

مصادر:

• م. مايو (1994). "النتائج والاتجاهات الحديثة في الفيزياء النووية المفرطة وكيون". في. باسكوليني. PAN XIII: الجسيمات والنوى. العالم العلمي. ردمك 978-981-02-1799-0. OSTI 10107402
• ث. Nörtershäuser ، الشحنة النووية Radii of Be و One-Neutron Halo Nucleus Be ، رسائل المراجعة البدنية، 102: 6 ، 13 فبراير 2009 ،