Нуклид в котором протонов больше чем нейтронов
Периодическая таблица нуклидов
Термин «нуклид» был предложен в 1947 г. американским химиком Т. Команом, и благодаря практическому удобству получил широкое распространение. Химический элемент, таким образом, определяется как множество нуклидов с данным значением Z, которые обозначались соответствующим массовым числом атома А. Например, кальций (Са) с порядковым номером 20 по современным представлениям имеет атомный вес 40.
Анализ наблюдаемой плотности кальция (1550 кг/м^(3)), позволяет утверждать, что атомный вес кальция равен 20, таким образом в своём стабильном состоянии кальций содержит 20 протонов. [1]
Мне, к сожалению, не известно, когда именно началась создаваться известная сегодня таблица нуклидов, но по данным доктора ф-м наук, директора отраслевого Центра радионуклидных данных Радиевого института им. В.Г. Хлопина В.П.Чечева в России она впервые появилась в 1998 году. В этой таблице (карте) была предпринята попытка систематизировать известные данные о нуклидах.
Как видно из рисунка кальций имеет 6 стабильных нуклидов (40, 42, 43, 44, 46), два долговременных (полустабильных) (41, 48) и остальные короткоживущие (нестабильные).
К сожалению, данная таблица мало информативна, так как не даёт представления о том, во-первых, почему разные нуклиды имеют разную стабильность, а во-вторых, какими закономерностями определяется влияние изменения состава ядра на его стабильность.
Попыткой ответить на эти вопросы является волчково-симметричная модель атомного ядра. Суть которой заключается в том, что атомное ядро имеет строго структурированную конструкцию.
Основой ядра является центральная ось, состоящая из нечетного числа протонов. По центру оси размещается главная орбита, на которой размещаются орбитальные протоны в количестве, не превышающем числа протонов входящих в состав оси. Выше и ниже главной орбиты в зависимости от числа протонов на оси размещаются дополнительные орбиты. Поскольку эти орбиты парные, то каждая пара обозначается как отдельная дополнительная орбита.
Так, для кальция ось состоит из семи протонов. Для основного нуклида главная орбита содержит пять протонов. В ядре кальция может размещаться до трёх дополнительных орбит. Для основного нуклида заполнена только первая дополнительная орбита, на которой размещается по 4 протона на каждой подорбите. Таким образом, всего в состав основного нуклида кальция входит: 7 протонов оси, 5 протонов главной орбиты, 8 (4+4) протонов первой дополнительной орбиты, остальные орбиты не заполнены. Итого: 7 + 5 + 8 = 20. Важной особенностью этой структуры является незаполненные вторая и третья орбиты, что обеспечивает нуклиду неограниченную стабильность.
Полустабильные (долговременные) нуклиды:
Кальций 21 (41) – 7/6/6/2
Кальций 28 (48) – 7/7/12/2
Нестабильные нуклиды:
Кальций 17 (37) – 7/2/4/2/2
Кальций 18 (38) – 7/3/4/2/2
Кальций 19 (39) – 7/4/4/2/2
Кальций 25 (45) – 7/4/8/4/2
Кальций 27 (47) – 7/4/8/4/4
Кальций 29 (49) – 7/6/8/4/4
Кальций 30 (50) – 7/7/8/4/4
Как хорошо видно из приведенных данных полная стабильность нуклидов обеспечивается двумя свободными дополнительными орбитами: второй и третьей. Поустабильность, уже только одной свободной дополнительной орбитой: третьей. И если заполнены все три дополнительные орбиты, то нуклиды становятся нестабильными.
Таким образом, предлагаемая волчко-симетричная модель позволяет не только объяснить природу стабильности или нестабильности нуклидов, но и предсказать свойства ещё неоткрытых нуклидов.
[1] Нейтронов в ядре нет. Нейтроны представляют собой вырожденный атом водорода, который образуется во время ядерного распада, и как самостоятельные элементарные частицы не существуют.
Таблица нуклидов
| 145 Gd | Нестабильный (менее суток) |
| 146 Gd | 1—10 дней |
| 149 Gd | 10—100 дней |
| 153 Gd | 100 дней — 10 лет |
| 148 Gd | 10—10 000 лет |
| 150 Gd | 10 тыс.—700 млн лет |
| 158 Gd | Стабильный |
Эта таблица нуклидов содержит все известные науке нуклиды. Количество протонов (атомный номер) увеличивается слева направо, а нейтронов — сверху вниз, то есть вертикальные столбцы включают все изотопы химического элемента, а горизонтальные строки — изотоны.
Период полураспада нуклида показан цветом его ячейки (смотрите расшифровку цветов справа на примере гадолиния). Цветные рамки показывают время жизни наиболее стабильных ядерных изомеров.
Интересный факт: не существует стабильных или хотя бы долгоживущих нуклидов с массовыми числами 5 и 8.