O núcleo atômico é a pequena parte central do átomo, com carga elétrica positiva e na qual se concentra a maior parte da massa do átomo.
As principais partículas subatômicas nos núcleos dos átomos são prótons e nêutrons ou núcleons (exceto núcleos de hidrogênio que contêm apenas um próton).
O mesmo elemento químico é caracterizado pelo número de prótons no núcleo que determina a carga positiva total. Esse número é chamado de número atômico. O número de massa é o número total de prótons e nêutrons.
A física nuclear é o ramo científico responsável pelo estudo e compreensão do núcleo atômico, incluindo as forças que o unem e sua composição.
Composição do núcleo de um átomo
O núcleo de um átomo é formado por subpartículas chamadas nucleons que podem ser de dois tipos: prótons e nêutrons.
Quase toda a massa de um átomo é encontrada no núcleo atômico. O restante da massa é distribuído entre os elétrons, embora os elétrons pesem muito pouco em comparação com os nêutrons e prótons.
O diâmetro do núcleo está na faixa de 1,75 fm para o hidrogênio, que equivale ao diâmetro de um único próton, a cerca de 15 fm para os átomos mais pesados, como o urânio.
O núcleo atômico é descrito pelos seguintes números:
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Número atômico, Z, que é igual ao número de prótons.
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Número de nêutrons, N.
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Número de massa, A = Z + N, que é igual ao número de núcleons (prótons mais nêutrons).
Ligações nucleares entre prótons
Os nêutrons são neutros e os prótons têm carga positiva. A tendência dos prótons seria se separarem, mas uma força nuclear os mantém unidos.
A energia de ligação que mantém os núcleons juntos é a energia obtida nas reações de fusão nuclear. Ao quebrar esses laços de força, ocorre uma perda de massa, que é convertida em energia de acordo com a teoria de Albert Einstein. E=mc 2
Evolução da teoria dos átomos: modelos atômicos
Modelos atômicos são teorias que foram desenvolvidas ao longo da história. O objetivo dos diferentes modelos é definir como é a estrutura de um átomo do ponto de vista científico.
A primeira proposta sobre a estrutura interna do núcleo atômico foi elaborada em 1808 pelo químico inglês John Dalton. Segundo a proposta de Dalton, toda a matéria é constituída por átomos indivisíveis e invisíveis. Naquela época, para Dalton, a existência do núcleo atômico era desconhecida.
O primeiro modelo da estrutura interna do átomo apareceu em 1897 através de Joseph John Thomson. Thomson foi o primeiro a identificar o elétron, que tinha carga negativa.
Por meio dessa descoberta, ele conseguiu deduzir que, se os átomos são apresentados com carga neutra, deve haver partículas carregadas positivamente que neutralizariam a carga dos elétrons (seria um próton).
Ernest Rutherford descobriu o núcleo atômico em 1911.
Em 1913, Niels Bohr postulou que os elétrons giram em alta velocidade em torno do núcleo atômico, carregado com energia cinética. Os elétrons estão dispostos em várias órbitas circulares, que determinam diferentes níveis de energia.