Melhor resposta
Acredita-se que o núcleo consista em prótons e nêutrons, chamados núcleons. Para os elementos mais leves, o número de cada tipo é o mesmo, mas para os núcleos mais pesados, há mais nêutrons do que prótons.
Os prótons têm carga positiva e os nêutrons não têm carga. De acordo apenas com os efeitos elétricos, um núcleo deve explodir por causa das grandes forças repulsivas entre os prótons, em um espaço tão pequeno – os núcleos têm apenas cerca de 10 ^ -15m de diâmetro. O fato de muitos deles serem completamente estáveis deve significar que há outra força maior de atração atuando entre os núcleons. Isso é chamado de FORÇA NUCLEAR FORTE. Acredita-se que seu alcance seja muito curto.
Pensa-se que essa força surge porque os próprios núcleos consistem em quarks, que produzem a força forte pela troca de GLUONS. Os prótons têm dois quarks UP e um quark DOWN, enquanto um nêutron tem um quark UP e dois quarks DOWN.
Muitos núcleos são instáveis e, portanto, radioativos. Eles podem sofrer mudanças espontâneas conhecidas como decadência alfa, decadência beta, decadência gama e alguns outros processos menos comuns. Os raios alfa, beta e gama são prejudiciais, dependendo de sua intensidade. Eles podem produzir envenenamento por radiação e até mesmo a morte.
Alguns núcleos muito grandes e pesados, como o urânio 235, podem se dividir espontaneamente em duas partes quase iguais ou podem ser induzidos a isso quando atingidos por um nêutron energético . Isso é chamado de FISSÃO nuclear, e cada reação também pode produzir 2 ou 3 nêutrons em movimento rápido. Isso pode dar origem a uma REAÇÃO EM CADEIA, que só acontece quando a massa do isótopo puro torna-se maior do que a MASSA CRÍTICA, para aquele isótopo fissionável específico. Este é o processo que acontece quando uma bomba atômica explode.
Por outro lado, núcleos pequenos e leves podem se juntar quando colidem com energia suficiente. Isso produz uma grande produção de energia, em escalas atômicas. O exemplo mais simples é quando 2 núcleos de deutério colidem para produzir um núcleo de hélio. O deutério é um isótopo do hidrogênio, com um próton e um nêutron no núcleo. Este processo é a principal reação do sol, produzindo todo o seu calor e luz. É também o processo usado para fazer uma bomba H ou ogiva termonuclear. Também poderia ser o processo que nos forneceria energia de fusão, que seria energia quase de graça, sem quaisquer subprodutos prejudiciais.
Resposta
Primeiro, gostaria de abordar a maior parte dos respostas que eu vi aqui. Essas respostas estão corretas sob a estrutura da física clássica e o modelo de Bohr de um átomo. Nesse modelo, a resposta “É um vácuo e os elétrons orbitam ao redor do núcleo” estaria correta. Observe que este modelo do átomo funciona para a maioria dos propósitos. Esta é a versão geralmente ensinada no ensino médio, porque por algum motivo as escolas acham que não há problema em ignorar os últimos 100 anos de desenvolvimento da física.
No entanto, na mecânica quântica moderna, isso não é correto.
A mecânica quântica nos diz que não há espaço entre os elétrons e o núcleo, porque não há elétrons fixos. Em vez disso, é uma espécie de “espalhado” por todo o átomo na maior parte do tempo, como uma função de densidade de probabilidade, apenas ocasionalmente escolhendo um local físico quando algo interage com ele. Eu entendo que a probabilidade pode ser difícil de entender às vezes (com certeza demorou um pouco), então aqui está um link para uma resposta do Quora discutindo uma compreensão intuitiva das densidades de probabilidade:
O que é uma explicação intuitiva de uma distribuição de probabilidade ?
A questão é que uma função de probabilidade QM se estende basicamente por todo o átomo, mas encorajando o elétron a se materializar em locais discretos. Isso inclui possivelmente dentro do núcleo, bem como fora da faixa de interação típica do átomo, embora com probabilidade muito baixa. É simplesmente parte de como funciona o QM e a razão do tunelamento quântico. Além disso, a forma da função de probabilidade é controlada em parte pela forma do núcleo. A partir disso, pode-se concluir que de fato não existe um espaço vazio dentro do átomo: a coisa toda é preenchida com uma “distribuição de probabilidade” que descreve a posição do elétron. E como o elétron é geralmente “espalhado” pela função, pode-se dizer que também não há vácuo.
Isso não faz muito sentido? Concordo, mas é assim que o mundo funciona.
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