Ydinmäärittely kemiassa

Kemiassa ydin on positiivisesti varautunut keskus atomi joka koostuu protoneja ja neutronit. Se tunnetaan myös nimellä "atominen ydin". Sana "ydin" tulee latinalaisesta sanasta tuma, joka on sanan muoto Nux, joka tarkoittaa pähkinää tai ytintä. Tämän termin keksi vuonna 1844 Michael Faraday kuvaamaan atomin keskustaa. Ytimen, sen koostumuksen ja ominaisuuksien tutkimukseen osallistuvia tieteita kutsutaan ydinfysiikkaksi ja ydinkemiaksi.

Protonit ja neutronit pidetään yhdessä voimakas ydinvoima. Vaikka elektronit vetoavat ytimeen, ne liikkuvat niin nopeasti, että ne putoavat sen ympäri tai kiertävät sitä etäisyydellä. Ytimen positiivinen sähkövaraus tulee protoneista, kun taas neutroneilla ei ole nettovarausta. Lähes koko atomin massa sisältyy ytimeen, koska protoneilla ja neutroneilla on paljon enemmän massaa kuin elektronilla. Protonien lukumäärä atomitumassa määrittelee sen identiteetin tietyn elementin atomina. Neutronien lukumäärä määrittää, minkä elementin isotooppia atom on.

Atomin ydin on paljon pienempi kuin atomin kokonaishalkaisija, koska elektronit voivat olla kaukana atomin keskustasta. Vetyatomi on 145 000 kertaa suurempi kuin sen ydin, kun taas uraaniatomi on noin 23 000 kertaa suurempi kuin ydin. Vetyydin on pienin ydin, koska se koostuu yksinäisestä protonista. Se on 1,75 femtometriä (1,75 x 10

Protonit ja neutronit kuvataan yleensä tiivistettynä toisiinsa ja jakautuneen tasaisesti palloiksi. Tämä on kuitenkin todellisen rakenteen yksinkertaistaminen. Jokainen nukleoni (protoni tai neutroni) voi mieltää tietyn energiatason ja alueen sijaintipaikan. Vaikka ydin voi olla pallomainen, se voi olla myös päärynän muotoinen, rugby-pallo-, kiekko- tai kolmiakselinen.

Ytimen protonit ja neutronit ovat baryoneja, jotka koostuvat pienemmät subatomiset hiukkaset, jota kutsutaan kvarkeiksi. Vahvalla voimalla on erittäin pieni etäisyys, joten protonien ja neutronien on oltava hyvin lähellä toisiaan sitoutuakseen. Houkutteleva vahva voima voittaa vastaavasti varautuneiden protonien luonnollisen heikentymisen.

Protonien ja neutronien lisäksi on olemassa kolmas tyyppi baryonia, jota kutsutaan hyperoniksi. Hyperoni sisältää ainakin yhden omituisen kvarkin, kun taas protonit ja neutronit koostuvat ylös ja alas kvarkeista. Ydinosaa, joka sisältää protoneja, neutroneja ja hyperoneja, kutsutaan hypernukleoksi. Tämän tyyppistä atomin ydintä ei ole nähty luonnossa, mutta se on muodostettu fysiikkakokeissa.

Toinen atomiatumityyppi on halogeeni. Tämä on ydin, jota ympäröi protonien tai neutronien kiertävä halo. Halo-ytimen halkaisija on paljon suurempi kuin tyypillisen ytimen. Se on myös paljon epävakaampi kuin normaali ydin. Esimerkki halogeenituumasta on havaittu litium-11: ssä, jossa on ydin, joka koostuu 6 neutronista ja 3 protonista, 2 riippumattoman neutronin halogeenin kanssa. Ytimen puoliintumisaika on 8,6 millisekuntia. Useilla nuklideilla on havaittu olevan halogeeni, kun ne ovat herätetyssä tilassa, mutta eivät silloin, kun ne ovat perustilassa.

Lähteet:

• M. Toukokuu (1994). "Viimeaikaiset tulokset ja ohjeet hypernukleaarisessa ja kaonfysiikassa". Jonkin sisällä. Pascolini. PAN XIII: hiukkaset ja ytimet. World Scientific. ISBN 978-981-02-1799-0. OSTI 10107402
• W. Nörtershäuser, Be: n ydinvaraussäteet ja yksineutroninen Halo-ydin, Fyysiset tarkistuskirjeet, 102: 6, 13. helmikuuta 2009,