核素

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核素

核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。例如,原子核里有6个质子和6个中子的碳原子,质量数是12,称为碳-12核素,或写成12C核素。原子核里有6个质子和7个中子的碳原子,质量数为13,称13C核素。氧元素有16O,17O,18O三种核素。具有多种核素的元素称多核素元素。自然界仅有一种核素存在的元素称为单核素元素,如氦、氟、铝、钠等20种元素。质子数为偶数的元素,可有较多的稳定核素,一般不少于3种,而质子数为奇数的元素,通常只有一个稳定核素,从不会多于两种,这是由核子的结合能所决定的。多核素元素中各核素互称同位素,因为它们处于周期表中同一位置上,化学性质基本相同,但核性质不同;单核素元素没有同位素。核素的质量即原子质量,总小于孤立质子、中子和电子的质量总和,在概念上也不等于质量数,在数值上除12C外均与质量数稍有不同。核素的质量是用质谱仪测定的,这种测定很先进,可测得7位或更多位有效数字。  

关系

核素核素的符号原子序数质量数中子数三者之间的关系:

具有一定核电荷数和质量数,并且具有同一能态的一种原子核或原子,称为一种核素

核素常用符号AZX 表示,其中X元素符号Z原子序数A质量数A-Z=NN是该核素中的中子数。由于元素符号X已经确定了它的原子序数,因此,通常核素也可简记为AX。

科学研究表明,稳定性核素对核子总数有一定限度(一般为A≤209),而且中子数和质子数应保持一定的比例(一般为N/Z=1~1.5,也有个别例外)。任何含有过多核子或N/Z不适当的核素,都是不稳定的。A≥209的核素,即元素周期表中钋(Po)之后的所有元素的核素都具有放射性(钋之前的元素,有的核素也具有放射性),它们或是自发地放射出α射线(即He核),而转变成A较小的新核;或是因核素的N/Z不适当,其核内的中子与质子会自发地相互转变,从而改变N/Z的值,并同时放出一个β-(或β+)粒子。核素衰变后产生的新核几乎都是处在激发态,这样的核或是自发地放射出γ光子而转变到基态或较低能态,或是继续进行α衰变(或β衰变),直到变成一个稳定的核素为止。

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