Storlek, massa och laddning
Ja. Protonantalet bestämmer grundämnet. Isotoperna skiljer sig i neutrontal och därmed i masstal, kärnmassa och ofta även i stabilitet.
Varför kärnan håller ihop
Atomkärnan är den mycket lilla, täta del av atomen som innehåller protoner och neutroner och där nästan hela atomens massa finns. Kärnans egenskaper bestäms av samspelet mellan den starka kärnkraften, den elektriska repulsionen mellan protoner och kvantmekaniska regler för nukleonerna.
Skal och kvantstruktur
En atom har en typisk storlek omkring 10⁻¹⁰ meter, medan kärnans radie ligger kring 10⁻¹⁵ meter. Trots den enorma skillnaden i volym finns nästan all massa i kärnan. Antalet protoner Z bestämmer grundämnet, medan antalet neutroner kan variera och därmed ge olika isotoper. Kärnans nettoladdning är +Ze.
Bindningsenergi och massdefekt
Protoner repellerar varandra elektriskt, men på mycket korta avstånd verkar den starka växelverkan mellan nukleoner. Den är attraktiv i det relevanta avståndsområdet och tillräckligt stark för att binda många protoner och neutroner tillsammans. Den har samtidigt kort räckvidd, vilket gör att mycket stora kärnor får svårare att kompensera protonernas långräckviddiga repulsion.
Storlek, massa och laddning
Protoner och neutroner är fermioner och fyller kvanttillstånd i kärnan enligt Pauli-principen. Kärnans skalmodell ger därför särskilt stabila kombinationer vid vissa så kallade magiska tal. Modellen är inte identisk med elektronernas atoms skal, men samma allmänna kvantidé – diskreta tillstånd – återkommer.
Atomkärnan är den mycket lilla, täta del av atomen som innehåller protoner och neutroner och där nästan hela atomens massa finns. Kärnans egenskaper bestäms av samspelet mellan den starka kärnkraften, den elektriska repulsionen mellan protoner och kvantmekaniska regler för nukleonerna.