為什麼核子數多到一定程度的原子,原子核就極不穩定?

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很顯然是因為電磁力的緣故。

原子核是有帶正電荷的質子和中性電荷的中子構成。除了只有一個質子的氫以外,其餘所有元素的原子核裡都含有中子這種中性強子。這是因為質子帶有1個正電荷,由於電荷排斥,它們將很難穩定聚合在一起,而中子這充當一個粘合劑的作用,把互相排斥的質子聯合在一起,所以當原子序數降低的時候,原子核內的質子數和中子數相同時元素會比較穩定。但由於歷史和環境的原因,原子核內的中子數並非只能與質子數持平,也有可能多幾個或少幾個,原子序數越大,這種中子數的浮動就會越大,我們把這些質子數相同而中子數不同的元素稱為該元素的同位素。

然而隨著原子序數的增大,元素間的正電荷排斥力(庫侖斥力)將急劇增加,此時需要比質子數更多的中子數來穩定原子核。


但當質子數達到一定數量以上時,元素就會具有天然的放射性,產生放射性衰變,其實也不單單是質子數高時才會發生,實際上原子序數較低的元素當中子數明顯高於質子數時,也會產生衰變,這種同位素衰變裡比較知名的應該就是碳14同位素了,這是考古學上用來作為年代測定的一種同位素。碳的原子序數是6,穩定碳原子是碳12,擁有6個質子和6箇中子,而碳14則擁有6個質子和8箇中子,它的半衰期大約5730年左右。還有一種我們也可能聽過的氫的同位素氚,這是一種含有一個質子和兩個中子的氫同位素,半衰期只有12.5年。相比之下,大家同樣應該熟悉的放射性元素鈾238則擁有長達45億年的半衰期,跟地球同齡了,也就是說地球誕生至今它們大約衰變了一半。即使其同位素鈾235的半衰期也長達7.1億年。

所以原子核穩不穩的還真不是簡簡單單的核子數多少能確定的,關鍵是中子數和質子數比例,但對於質子數達到一定數量後,原子核的不穩定性就是不可彌補的了,題目裡說的原子核內的核子數多到一定程度,原子核就會不穩定是正確的。


星宇飄零2099


答:把核子束縛起來的力是強相互作用,強相互作用是短程力,質子間的庫侖力是長程力。


我們知道,生活中的常規物質由原子組成,原子又由原子核與核外電子組成,原子核又由核子組成(質子和中子統稱為核子);隨著原子序數的增大,原子的穩定性先增加再減弱,其中鐵-56是最穩定的原子。

目前人類在實驗室,人工合成原子序數最大的是118號超重元素,半衰期只有12毫秒;而82號元素鉛,是元素週期表中最大的非放射性元素;大於鉛的原子,一般原子序數越大,原子就越不穩定,半衰期越短。


之所以會呈現這樣的規律,和原子的構造有關,自然界有四種相互作用:強力、弱力、電磁力和萬有引力。

其中強力是電磁力(庫侖力)的100倍,萬有引力非常弱,弱力的作用範圍非常短;把質子和中子結合起來的是強力,正是強力的作用,使得原子核不會因為質子間的庫倫排斥力而潰散。


不過強力的短程力,作用範圍在10^-15米尺度,庫侖力是長程力,作用距離無限:

(1)當原子的質子數量很少時,一個質子可以通過強力束縛住多個質子,從而形成穩定的元素。

(2)當質子數量非常多時,由於強力的作用範圍有限,外層質子受到內部質子的強力減弱;但是隨著質子數的增加,外層的質子,受到的庫侖力增大,所以此時原子變得不穩定,趨向於分裂為更小的原子。

所以就造成了,隨著原子序數的增加,原子穩定性先增加後降低,當增加到一定程度後,再也無法形成穩定的原子,所以原子種類是有限的。


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艾伯史密斯


據黃氏宇宙新論,一,原素原子合成能量源地心電磁能,電磁能有限,原子越大,合成能量越大,合成力弱,故原子結合力弱。二,原子結穩定力源於原子內電磁力,學界所述什麼強核力等三力都是廢話,原子電磁力存在收縮力和擴張力,質子多,能量也大,擴張力越大,故原子結構不穩定,引用聲明。


原黃烈平


從比結合能曲線看,核子數較大的原子核,它的比結合能比較小,與核子數中等的原子核想比,核力就比較小。結合能反映的是將核子結合成原子核釋放的核能,或者把原子核分解成核子所需要的能量。所以,核子數增大,比結合能越小,越不穩定,當核子數增大到一定程度,就會自發的放出某種射線,減小核子數以保持自己的穩定。


小吳物理


簡單來說,就是核子數過多時,原子半徑就會過大,核力的作用隨距離的增長而衰減的速度比庫侖力要大,在這種情況下,相對靠近核表面的那些中子和質子就會在庫侖力與核力不平衡的條件下被”扔”出去


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