Chemijoje branduolys yra teigiamai įkrautas atomas susidedantis iš protonai ir neutronai. Jis taip pat žinomas kaip „atominis branduolys“. Žodis „branduolys“ kilęs iš lotyniško žodžio branduolys, kuri yra žodžio forma nux, o tai reiškia riešutą ar branduolį. Terminą 1844 m. Sukūrė Michaelas Faradėjus, kad apibūdintų atomo centrą. Branduolio, jo sudėties ir savybių tyrime dalyvaujantys mokslai yra vadinami branduoline fizika ir branduoline chemija.
Protonus ir neutronus laiko kartu stipri atominė jėga. Nors elektronai traukia branduolį, jie juda taip greitai, kad patenka aplink jį arba skrieja per atstumą. Teigiamas branduolio elektrinis krūvis kyla iš protonų, o neutronai neturi grynojo elektrinio krūvio. Beveik visa atomo masė yra branduolyje, nes protonų ir neutronų masė yra daug didesnė nei elektronų. Protonų skaičius atominiame branduolyje apibūdina jo tapatumą kaip konkretaus elemento atomas. Neutronų skaičius lemia, kuris elemento izotopas yra atomas.
Dydis
Atomo branduolys yra daug mažesnis už bendrą atomo skersmenį, nes elektronai gali būti nutolę nuo atomo centro. Vandenilio atomas yra 145 000 kartų didesnis nei jo branduolys, o urano atomas yra apie 23 000 kartų didesnis nei jo branduolys. Vandenilio branduolys yra mažiausias branduolys, nes jį sudaro vienišas protonas. Tai yra 1,75 femtometrai (1,75 x 10
-15 m). Urano atomas, priešingai, turi daug protonų ir neutronų. Jo branduolys yra apie 15 femtometrų.Protonų ir neutronų išdėstymas
Protonai ir neutronai paprastai vaizduojami sutankinti ir tolygiai išdėstyti į rutulius. Tačiau tai yra tikrovės struktūros supaprastinimas. Kiekvienas nukleonas (protonas arba neutronas) gali užimti tam tikrą energijos lygį ir daugybę vietų. Nors branduolys gali būti sferinis, jis taip pat gali būti kriaušės, regbio rutulio, disko ar triašio formos.
Branduolio protonai ir neutronai yra baryonai, sudaryti iš mažesnės subatominės dalelės, vadinami kvarkais. Didelė jėga turi labai mažą diapazoną, todėl protonai ir neutronai turi būti labai arti vienas kito, kad būtų surišti. Patraukli stipri jėga įveikia natūralų panašių krūvių protonų atmetimą.
Hipernukle
Be protonų ir neutronų, yra ir trečiasis baronų tipas, vadinamas hiperonu. Hiperone yra bent vienas keistas kvarkas, o protonus ir neutronus sudaro kvarkai aukštyn ir žemyn. Branduolys, kuriame yra protonai, neutronai ir hiperonai, vadinamas hiperbranduoliu. Šio tipo atominis branduolys gamtoje nebuvo matomas, tačiau buvo suformuotas atliekant fizikos eksperimentus.
Halo branduolys
Kitas atominio branduolio tipas yra halogeninis branduolys. Tai branduolys, kurį supa protonų ar neutronų orbita. Halo branduolio skersmuo yra daug didesnis nei tipinio branduolio. Tai taip pat daug nestabiliau nei normalus branduolys. Halo branduolio pavyzdys pastebėtas ličio-11, kurio šerdis susideda iš 6 neutronų ir 3 protonų, o halogenas sudaro 2 nepriklausomus neutronus. Branduolio pusinės eliminacijos laikas yra 8,6 milisekundės. Pastebėta, kad keli nuklidai turi halogeninį branduolį, kai jie yra sužadintoje būsenoje, bet ne tada, kai yra pradinėje būsenoje.
Šaltiniai:
- M. Gegužė (1994). „Naujausi hiperbranduolinės ir kaoninės fizikos rezultatai ir nurodymai“. Į A. Pascolini. XIII PAN: Dalelės ir branduoliai. Pasaulio mokslinis. ISBN 978-981-02-1799-0. OSTI 10107402
- W. „Nörtershäuser“, „Be“ branduolio įkrovos spindulys ir vieno neutrono „Halo“ branduolys, Fizinės apžvalgos raštai, 102: 6, 2009 m. Vasario 13 d.,