Formule - Il nucleo atomico

Il nucleo atomico di ogni elemento è composto da nucleoni, ossia protoni e neutroni. Il protone ha carica £$+e$£ e massa £$m_p = 1,6726 \cdot 10^{-27}$£ kg, mentre il neutrone ha carica nulla e massa £$m_n= 1,6749 \cdot 10^{-27}$£ kg. Un nuclide X si indica con £$_Z^A X_N$£, dove:

• £$Z = $£ numero atomico, che corrisponde al numero di protoni del nucleo, che è uguale anche al numero di elettroni se l’atomo è neutro, non ionizzato;
• £$N = $£ numero dei neutroni;
• £$A = Z+N = $£ numero di massa atomica.

È possibile determinare le dimensioni approssimate di un nucleo atomico nota la massa atomica. Il raggio in metri approssimativamente vale:

$$r \approx (1,2 \cdot 10^{-15}) \sqrt[3]{A} \, \, \,m$$

L’isotopo di un elemento ha il nucleo con lo stesso numero atomico £$Z$£ ma diverso numero di massa £$ A$£ (cioè differisce rispetto all’elemento per il numero di neutroni).

La differenza di massa o difetto di massa corrisponde alla differenza tra la massa del nucleo e la somma delle masse a riposo dei singoli nucleoni che lo formano:

$$\Delta m = (Zm_p + Nm_n) - m_N$$

L’energia di legame è l’energia che viene liberata quando si forma il nucleo ed è correlata alla differenza di massa e alla velocità della luce dalla seguente espressione: $$\Delta E = \Delta m \cdot c^2$$