ГЛАВА 36. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

В 1932 г. Ирен Жолио-Кюри (дочь Марии и Пьера Кюри) и Фредерик Жолио-Кюри (ее муж) обнаружили, что при облучении бериллия α-частицами возникает излучение, способное выбивать протоны из водородосодержащих веществ (парафина в опытах Жолио-Кюри). Природу этого излучения понял ученик Резерфорда Дж. Чэдвик. Он доказал, что неизвестное излучение состоит из незаряженных частиц, масса которых чуть больше массы протона m = 1,674·10^-27 кг. Чэдвик назвал эти частицы нейтронами (от латинского neutrum ни то, ни другое). Почти сразу после этого немец В. Гайзенберг и советский физик Д.Д. Иваненко выдвигают гипотезу, что ядро состоит из протонов и нейтронов, причем «сцепление» всех частиц происходит благодаря особому взаимодействию, которое действует только на небольших расстояниях и называется сильным или ядерным. Эта гипотеза была в дальнейшем многократно подтверждена экспериментально.

Таким образом, по современным представлениям атомное ядро состоит из нейтронов и протонов. Заряд ядра определяется количеством протонов, которое совпадает с числом электронов на орбитах (поскольку атом электрически нейтрален). Поэтому именно количество протонов в ядре и определяет химический элемент со всеми присущими ему химическими свойствами.

Атомы ( и их ядра) обозначаются следующим образом. Во-первых, указывается химический символ элемента, который сложился исторически, например H (водород), He (гелий), O (кислород), Fe (железо), Pb (свинец) и т.д. Во-вторых, перед символом элемента в виде нижнего индекса указывают количество электронов в данном атоме (или протонов в его ядре - эти числа совпадают). Например, 1H, 2He, 8O, 26Fe, 82Pb и т.д. Поскольку количество электронов в атоме (или количество протонов в его ядре) полностью определяет его химические свойства, атомы, имеющие разное количество электронов (и протонов) - это атомы разных химических элементов. Поэтому нижний индекс и символ химического элемента однозначно связаны друг с другом.