El nucli atòmic és la petita part central de l'àtom, amb càrrega elèctrica positiva i on es concentra la major part de la massa de l'àtom.
Les partícules subatòmiques principals dels nuclis dels àtoms són els protons i els neutrons o els nucleons (excepte els nuclis d'hidrogen que contenen únicament un protó).
Un mateix element químic es caracteritza pel nombre de protons del nucli que determina la càrrega positiva total. Aquest número s'anomena número atòmic. El nombre màssic és el total de protons i neutrons.
La física nuclear és la branca científica que s'encarrega de l'estudi i la comprensió del nucli atòmic, incloent-hi les forces que l'uneixen i la composició.
Composició del nucli dun àtom
El nucli d'un àtom es compon d'unes subpartícules anomenades nucleons que poden ser de dos tipus: protons i neutrons.
Gairebé tota la massa d'un àtom es troba al nucli atòmic. La resta, de la massa es reparteix entre els electrons, encara que els electrons pesen molt poc en comparació dels neutrons i protons.
El diàmetre del nucli és a l'interval de 1,75 fm per a l'hidrogen que equival al diàmetre d'un sol protó a aproximadament 15 fm per als àtoms més pesants, com ara l'urani.
El nucli atòmic es descriu amb els números següents:
-
Número atòmic, Z, que és igual a la quantitat de protons.
-
Nombre de neutrons, N.
-
Número màssic, A = Z + N, que és igual al nombre de nucleons (protons més neutrons).
Enllaços nuclears entre protons
Els neutrons són neutres i els protons tenen càrrega positiva. La tendència dels protons seria separar-se entre ells, però una força nuclear els manté units.
L'energia d'enllaç que manté units els nucleons és l'energia que s'obté a les reaccions de fusió nuclear. En trencar aquests enllaços de força sexperimenta una pèrdua de massa que es converteix en energia dacord amb la teoria dAlbert Einstein. E=mc 2
Evolució de la teoria dels àtoms: els models atòmics
Els models atòmics són teories que s'han desenvolupat al llarg de la història. L'objectiu dels diferents models és definir com és l'estructura d'un àtom des del punt de vista científic.
La primera proposta sobre l'estructura interna del nucli atòmic va ser elaborada el 1808 pel químic anglès John Dalton. Segons la proposta de Dalton, tota la matèria està formada per àtoms indivisibles i invisibles. Aleshores, per a Dalton l'existència del nucli atòmic era desconeguda.
El primer model d'estructura interna de l'àtom va aparèixer el 1897 a través de Joseph John Thomson. Thomson va ser el primer a identificar l'electró, que tenia una càrrega negativa.
A través d'aquest descobriment va poder deduir que si els àtoms es presenten amb una càrrega neutra havien d'existir partícules amb càrrega positiva que contrarestessin la càrrega dels electrons (seria en protó)
Ernest Rutherford va descobrir el nucli atòmic el 1911.
El 1913 Niels Bohr postula que els electrons giren a grans velocitats al voltant del nucli atòmic, carregades d'energia cinètica. Els electrons es disposen en diverses òrbites circulars que determinen diferents nivells d'energia.
