¿Cuál es el radio aproximado de un núcleo?


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Atribuido a Kjerish – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, File:NuclearReaction.svg – Wikimedia Commons

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Los protones y neutrones están unidos para formar un núcleo por la fuerza nuclear. El diámetro del núcleo está en el rango de 1,75 fm (1,75 × 10 elevado a -1 5 m ) para el hidrógeno (el diámetro de un solo protón) hasta aproximadamente 15 fm para los átomos más pesados, como el uranio.

El núcleo atómico es la región pequeña y densa que consta de protones y neutrones en el centro de un átomo , descubierto en 1911 por Ernest Rutherford basado en el 1909 Experimento de lámina de oro Geiger-Marsden . Después del descubrimiento del neutrón en 1932, desarrolló rápidamente modelos para un núcleo compuesto de protones y neutrones Dmitri Ivanenko [1] y Werner Heisenberg . [2] [3] [4] [5] [6]

Casi toda la masa de un átomo se encuentra en el núcleo, con una contribución muy pequeña de la nube de electrones . Los protones y los neutrones están unidos para formar un núcleo por la fuerza nuclear .

El diámetro del núcleo está en el rango de 1,75 fm (1,75 × 10−15 m) para hidrógeno (el diámetro de un solo protón)

[7] a aproximadamente 15 fm para los átomos más pesados, como uranio . Estas dimensiones son mucho más pequeñas que el diámetro del propio átomo (núcleo + nube de electrones), en un factor de aproximadamente 23.000 (uranio) a aproximadamente 145.000 (hidrógeno).

[ cita requerida ] La rama de la física que se ocupa del estudio y la comprensión del núcleo atómico, incluida su composición y las fuerzas que unirlo, se llama física nuclear .

Respuesta

Los electrones no siguen una trayectoria circular alrededor del núcleo. Esa es una idea clásica que no funciona. Existen en conchas de varias formas que describen la probabilidad de que se encuentren en cualquier punto en particular.

Clásicamente, simplemente entraban en espiral hacia el núcleo, emitiendo luz hasta llegar allí. Eso es lo que hizo que los resultados de dispersión de Rutherford fueran tan desconcertantes. Puede pensar en lo que les impide hacer eso como consecuencia del principio de incertidumbre.

A medida que un electrón se acerca al núcleo, se vuelve cada vez más localizado, lo que significa que su momento y, por lo tanto, su energía cinética, son más y más incierto. Eso actúa para aumentar la energía total.

Pero también la energía potencial electrostática se vuelve cada vez más negativa, lo que actúa para disminuir la energía total. Hay un término medio entre estos efectos en competencia en algún lugar no demasiado adentro o demasiado lejos donde la energía total se minimiza y ahí es donde está el electrón.

Esto en realidad funciona exactamente para el estado fundamental del hidrógeno, pero no es una mala forma de pensar cualitativamente en general, con algunas modificaciones debido a que los electrones son fermiones.

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