原子核

氦原子的原子及其原子核构想图(中间为原子核，由二个质子(以红色表示)和二个中子(以紫蓝色表示)，外部灰色部分则为电子云)

原子核（德语：Atomkern，英语：Atomic nucleus）是原子的组成部分，位于原子的中央，占有原子的大部分质量。组成原子核的有中子和质子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时，构成的是原子。原子核极其渺小，比如铀的的原子半径/原子核半径比例是26634，而氢是60250。

结构

核组成

原子核受核力影响由质子和中子（两种重子）构成。中子和质子又进一步由夸克构成。

将质子和中子约束在原子核内的能量称作束缚能，一般而言，原子量58到62的能量的束缚能最大，此即所谓的“铁峰顶”。据目前所知，原子量小于62的元素，会进行核聚变反应释放能量，原子量大于62的元素，则进行核裂变反应释放能量。

核的大小

原子核的尺度在$10^{-15}$m左右，与原子（半径约$10^{-10}$m）相比原子核很小，它的体积只占原子体积的几千亿分之一。然而，在这极小的原子核里却集中了约99.95％的原子质量。

同位素和核素

同位素的原子在原子核中同属于某一化学元素，某一元素含有不同的中子数目，则称为该元素的同位素。不同同位素的同一元素有着非常相似的化学性质。

历史

参见：卢瑟福模型

1911年，欧内斯特·卢瑟福在验证汤普森的梅子布丁模型时发现了原子核。汤普森在早些时候发现带负电荷的电子，由于原子不带电，他假设原子中必然有带正电荷的部分。在其梅子布丁模型中，汤普森认为电子随机散布于带正电荷的球体中。卢瑟福设计一个使用α粒子轰击金属箔的实验。他推测若汤普森的梅子布丁模型是正确的，那么巨大的α粒子会穿过金属箔，其路径也不会有较大偏转。令卢瑟福惊讶的是，绝大多数的α粒子直接穿过金属箔，少数α粒子发生小角度偏转，极少数的α粒子发生很大角度的偏转。由于α粒子的质量约是电子的8000倍，此偏转必然由非常强大的力造成。卢瑟福因此意识到梅子布丁模型并不准确，α粒子只可能因原子内包含原子大部分质量的一集中电荷的中心作用而偏转。从此，卢瑟福提提出卢瑟福模型，认为原子内部存在体积很小但几乎占整个原子质量的原子核，并且集中原子内部所有的正电荷，而带负电荷的电子在原子核外绕核运动。

外部链接

• The Nucleus – a chapter from an online textbook
• The LIVEChart of Nuclides – IAEA in Java or HTML
• Article on the "nuclear shell model," giving nuclear shell filling for the various elements. Accessed September 16, 2009.
• Timeline: Subatomic Concepts, Nuclear Science & Technology .