Yadroni tashkil etuvchi proton va neytronlarning xuxusiyatlari

Fermi taqsimoti deb ataluvchi va quyidagi formula bilan aniqlanuvchi taqsimotga ega ekan:
(4)
Bu formulaga asosan yadro ichida zaryad zichligi o’zgarmas bo’lib, yadro sirtiga yaqin sohada u o’zgaradi va yadro sirtida nolga qadar
kamayadi (1.4-rasm). R₀ — zaryad zichligining ikki marta kamayish
masofasi, δ≈0.55 F — zaryad zichligining o’zgarnsh masofasini bildiradi. Yadro zaryadi zichligi 0,9 V dan 0,1 ga qadar kamayish sohasining qalinligi (rasmda d bilan ko’rsatilgan) δ bilan aniqlanib, odatda d=4δln3≈4,4δ. Tajriba hamma yadrolar uchun R₀=1,08A^1/3 F ekanini ko’rsatdi. Lekin
Z≤6 dan zaryad zichligining o’zgarmas sohasi yo’qoladi.
II BOB. Massa soni, atom yadrosining zaryadi va massasi
2.1. Yadro massasi
D. I. Mendeleev elementlar davriy sistemasini tuzganda
elementlarni jadvalga ularning kimyoviy xususiyatlari va atom
og’irliklariga qarab ketma-ket joylab chiqqan edi. Elementning atom og’irligiga eng yaqin butun son A bilan belgilanib, o’sha elementning massa soni deb atalgan edi. Atom yadrosi proton va neytrondan tashkil topganligi aniqlangach, protonlar soni Z va neytronlar soni N birgalikda massa soni A ni hosil qilishi ma’lum bo’ldi: A = Z + N . Yadroviy reaksiyalarda nuklonlarning saqlanish qonuni bajariladi, ya’ni reaksiyaga qadar va undan so’ng A o’zgarmaydi. Agar massa miqdori massaning atom birligida (m.a.b) o’lchansa, berilgan
atom yadrosining massa soni A o’sha yadroning massasini 1%
aniqlikda ifoda qilishini ko’rish mumkin.
Atom yadrolarining ikkinchi muhim xususiyati — zaryaddir.
Atom yadrosi proton va neytronlardan tashkil topganligi uchun
uning zaryadi o’sha zarralarning zaryadlari yig’indisi bilan
aniqlanishi kerak. Neytron neytral zarradir. Protonning zaryadi esa musbat va elektronning zaryadiga miqdor jihatdan teng: e=1,6*10^-19 Kl. Demak, yadroning zaryadi shu yadrodagi protonlarning zaryadlari yig’indisiga teng bo’ladi. Shunday qilib, tartib nomeri Z bo’lgan biror element atomining yadrosi
+Ze zaryadga ega. Eng sodda vodorod atomining yadrosi uchun
Z=1 va uning zaryadi +e ga teng. Geliy atomi uchun Z=2 va
yadro zaryadi + 2e va h.k. Hozirgi paytda ma’lum bo’lgan elementlarning tartib nomeri 1 dan 118 ga qadar o’zgaradi. Tartib nomeri 92 bo’lgan uran elementidan keyin joylangan elementlar sun’iy yo’l bilan hosil qilingan.
Massa soni massa atom birligida hisoblangan yadro massasidan ⁓1%
gacha farq qilishi mumkin.
Yadro zaryadi yadroni tashkil etgan zarralar zaryadlari yig’indisiga teng bo’lishi kerak.
Yadro proton va neytronlardan iborat ekan, neytron zaryadsiz neytral zarra. U holda yadro zaryadi protonlar zaryadlari yig’indisiga teng bo’ladi. Proton zaryadi musbat miqdor jihatdan elektron zaryadiga teng: e=1,6*10^-19 K1. Shunday qilib, tartib nomeri Z bo‘lgan biror element atomining yadrosi Ze
zaryadga ega.
Masalan: — vodorod yadrosi uchun Z = 1, zaryad miqdori +e;
 — geliy yadrosi uchun Z = 2, zaryad miqdori +2e;
  — kislorod yadrosi uchun Z = 8, zaryad miqdori +8e;
  — uran yadrosi uchun Z = 92, zaryad miqdori +92e.
Yadro zaryadi yadroda protonlar sonini xarakterlaydi, lekin yadroda
zaryad taqsimotini anglatmaydi.
Yadro zaryadi yadrodagi protonlar soniga o‘z navbatida atom qobig‘idagi elektron soniga (atom har doim neytral bo‘lgani uchun) yoki
Mendeleyevning elementlar davriy sistemasidagi tartib raqamiga teng.
Yadro zaryadini aniqlashning ko'pgina usullari mavjud:
1. 1913-yilda kashf etilgan ingliz olimi Mozli qonuniga ko‘ra, yadro
zaryadi ushbu yadro atomi qobig'idan chiqayotgan xarakteristik rentgen
nurlar chastotasi v quyidagi bog‘lanishga ega:
  (5)
Xarakteristik rentgen nurlanishi atomning ichki (masalan, K, L, M va
h.k.) qobiqlarida hosil bo’lgan bo‘sh o’rinlarni yuqori qobiqdagi elektronlar
egallaganda hosil bo’lar edi. Nurlanish seriyalardan iborat bo’lib, berilgan
nurlanish seriyasi uchun A va В o‘zgarmas koeffitsientlar element turiga
bog’liq emas. Demak, A va, В koeffitsientlar ma’lum bo’lsa, xarakteristik
rentgen nurlanish chastotasini ( v ) tajribada o‘lchab, elementning tartib
nomeri Z ni aniqlash mumkin.
2. Atom yadrosining zaryadini 1920-yilda Chadvik qo‘llagan usul bilan
ham aniqlash mumkin. Bunda α-zarralarning yupqa metall yaproqcha
(plyonka)lardan sochilishi uchun Rezerford keltirib chiqargan formuladan
foydalaniladi:
(6)
bunda: dN – θ burchak yo'nalishidagi dΩ fazoviy burchak ichida
sochilgan α - zarralar soni:
N₀ - zarralarning dastlabki soni;
n — muhitning hajm birligidagi yadrolar soni;
d - muhit qalinligi.
Berilgan radioaktiv preparat uchun α-zarralarning tezligi ϑ ma’lum.
Rezerford tajribasi (5) formula yordamida sochilgan α-zarrachalarni hisoblab, sochuvchi yadro zaryadini topish mumkin.
3. Elektr zaryadning miqdori barcha yadro jarayonlarda saqlanadi. Bunga elektr zaryadning saqlanish qonuni deb ataladi. Shunga ko’ra, yadro
reaksiyalar va yemirilishlarida zaryad balansiga ko‘ra aniqlash mumkin.