РУҚА
Тапсырма № 16 · ОГЭ

Состав атомного ядра

Протоны и нейтроны, нуклонный состав и жазба ядерных символов
6 мин чтенияҚиындық: Обновлено 27 қыркүйек 2026

Атомное ядро — центральная часть атома, в которой сосредоточены почти вся масса и положительный заряд атома. Ядро состоит из протонов и нейтронов; вместе эти частицы называют нуклонами.

Из чего состоит ядро

Атомное ядро имеет очень малые размеры, примерно \(10^{-15}\)–\(10^{-14}\ \text{м}\). Оно состоит из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов. Протон и нейтрон имеют почти одинаковые массы, поэтому основная масса ядра определяется числом нуклонов.

D
Нуклонный состав

Нуклонный состав ядра — это число протонов \(Z\) и число нейтронов \(N\), из которых состоит ядро. Общее число нуклонов обозначают буквой \(A\) и называют массовым числом.

\[A=Z+N\]

Протон несёт элементарный положительный заряд \(+e\), а нейтрон заряда не имеет. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов: \(N_e=Z\). Поэтому заряд атомного ядра определяется только протонами.

T
Зарядовое число

Зарядовое число \(Z\) равно числу протонов в ядре и однозначно определяет химический элемент. Если изменить \(Z\), получится уже другое химическое вещество.

\(Z\)
зарядовое число, число протонов
1
\(N\)
число нейтронов
1
\(A\)
массовое число, число нуклонов
1
\(e\)
элементарный заряд
Кл

Ядерный символ и его чтение

Ядро обозначают символом химического элемента с двумя индексами: массовое число \(A\) записывают слева сверху, а зарядовое число \(Z\) — слева снизу:

\[{}^{A}_{Z}X\]

Здесь \(X\) — символ элемента, \(A\) — число протонов и нейтронов, \(Z\) — число протонов. Число нейтронов находят вычитанием:

\[N=A-Z\]

Например, жазба \({}^{23}_{11}\mathrm{Na}\) означает ядро натрия: в нём \(Z=11\) протонов, \(A=23\) нуклона, а нейтронов \(N=23-11=12\). Если в условии дано только название элемента, его \(Z\) определяют по периодической системе, а затем используют указанное массовое число.

Что нужно запомнить

Нижний индекс \(Z\) показывает протоны, верхний индекс \(A\) — все нуклоны. Нейтроны всегда вычисляются как \(N=A-Z\).

p, nядроA — нуклоныZ — протоны
Связь массового числа A и зарядового числа Z с составом ядра.

Изотопы и устойчивость состава

Изотопы — это атомы бір химического элемента с одинаковым числом протонов \(Z\), но разным числом нейтронов \(N\). Поэтому у изотопов одинаковый заряд ядра и одинаковое место в периодической системе, но разные массовые числа \(A\).

ИзотопПротоны \(Z\)Нейтроны \(N\)Нуклоны \(A\)
\({}^{12}_{6}\mathrm{C}\)6612
\({}^{13}_{6}\mathrm{C}\)6713
\({}^{14}_{6}\mathrm{C}\)6814

У лёгких устойчивых ядер числа протонов и нейтронов обычно близки. В тяжёлых ядрах нейтронов больше: дополнительные нейтроны усиливают ядерное притяжение, не увеличивая электрическое отталкивание протонов. Если соотношение протонов и нейтронов оказывается неблагоприятным, ядро может быть радиоактивным.

D
Нуклид

Нуклид — разновидность атомных ядер с определёнными значениями \(Z\) и \(A\). Его можно однозначно задать записью \({}^{A}_{Z}X\).

Не следует путать изотопы с ядерными изомерами. Изотопы отличаются составом ядра, а изомеры имеют одинаковые \(Z\) и \(A\), но находятся в разных энергетических состояниях.

Микро-проверка

Сколько нейтронов содержит ядро \({}^{31}_{15}\mathrm{P}\)?

Как решать тапсырма на состав ядра

В экзаменационных заданиях могут попросить найти число протонов, нейтронов, электронов или определить элемент по ядерному символу. Сначала выпишите \(A\) и \(Z\), затем примените связь \(A=Z+N\). Для нейтрального атома число электронов равно \(Z\); для иона число электронов может отличаться, но состав ядра при этом не меняется.

№
Разобранный пример

Определим состав ядра \({}^{40}_{18}\mathrm{Ar}\) и число электронов в нейтральном атоме аргона.

1
Из ядерного символа читаем верхний и нижний индексы.
\(\displaystyle A=40,\quad Z=18\)
2
Число нейтронов равно разности массового и зарядового чисел.
N=A-Z=40-18=22
3
В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов.
\(\displaystyle N_e=Z=18\)

Жауабы: ядро содержит 18 протонов и 22 нейтрона; нейтральный атом содержит 18 электронов.

Приём для обратной жазбалар

Если известны число протонов \(Z\) и нейтронов \(N\), сначала найдите \(A=Z+N\), затем определите элемент по \(Z\) и запишите символ \({}^{A}_{Z}X\).

Например, при \(Z=8\) и \(N=9\) получаем \(A=17\). Элемент с \(Z=8\) — кислород, поэтому жазба ядра: \({}^{17}_{8}\mathrm{O}\).

Связь с массой и зарядом ядра

Масса ядра приблизительно равна сумме масс его нуклонов. В школьных расчётах часто используют массовое число как число нуклонов, а не как точную массу в килограммах. Точная масса ядра меньше суммы масс свободных протонов и нейтронов: разность связана с энергией связи ядра.

\[q_{\text{ядра}}=Ze\]

Заряд ядра равен \(Ze\). Например, для ядра углерода с \(Z=6\) заряд равен \(+6e\), а для ядра урана с \(Z=92\) — \(+92e\). Нейтроны не влияют на заряд ядра, но влияют на его массу и ядерные свойства.

!
Частые ошибки

1. Принимают \(A\) за число нейтронов: правильно \(A\) — это число всех нуклонов. 2. Находят нейтроны как \(Z-A\): нужно \(N=A-Z\). 3. Полагают, что изотопы имеют разное \(Z\): у изотопов \(Z\) одинаково, различается \(N\). 4. Путают заряд ядра с зарядом атома: нейтральный атом имеет суммарный заряд ноль, но ядро заряжено положительно. 5. Забывают, что символ элемента определяется нижним индексом \(Z\), а не верхним \(A\).

Q
Жылдам тест по теме

Проверь себя

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · определения
Что показывает массовое число \(A\)?
Главное за минуту

Кратко

  • Ядро состоит из протонов и нейтронов — нуклонов.
  • \(Z\) — число протонов и зарядовое число; \(A\) — число всех нуклонов.
  • Число нейтронов находят по формуле \(N=A-Z\).
  • Ядерный символ записывают как \({}^{A}_{Z}X\).
  • Изотопы имеют одинаковое \(Z\), но разные \(N\) и \(A\).
  • Заряд ядра равен \(+Ze\), а нейтральный атом содержит \(Z\) электронов.