我在《質子的組成及結構》一文中論述到,電子是負元電荷基本粒子,根據質子和電子的質量可以推測,質子由約1836個基本粒子組成,含一個正元電荷和其余中性基本粒子。在原子核中除氫原子核外,原子核中質子所含的中性基本粒子分布不均,質子之間中性粒子相互吸引,正電荷相互排斥,形成三部分結構,與現代夸克模型不同,其結構示意圖如下:
圖中黃色部分代表質子中中性基本粒子集中區域,B、C線段的端點B、C是原子核中兩個相鄰質子正元電荷基本粒子的位置。不均勻的三部分:質量集中區域黃色、電荷存在區域、空區域。
從質子的示意圖中可以看出,一個質子的空間幾乎能容納一個中子,中子和質子相互作用最強的部分也集中在圖中黃色區域,當黃色區域被中子包圍,這些原子核就特別穩定,這一點很像惰性氣體的原子,因此原子核也有殼層結構。內層原子核穩定后,當質子、中子數再增加形成新的一層,新的一層沒有被中子完全包圍,原子核就不穩定,當新的一層被中子完全包圍,又形成新的穩定的原子核,依次類推。所以會出現科學家得出的結論:核結構即原子核的結構。原子核的結構有些類似于原子,當原子核內的質子數或中子數分別(或同時)等于2、8、20、28、50、82等幻數時,這些原子核就特別穩定,殼層模型是迄今為止最成功的核模型。特別說明:氫原子核即存在于氫原子的質子基本粒子的分布是均勻的。
由于原子核中中子、質子形成的力的相互作用很難實現真正的平衡,所以絕大多數的原子核不是正球形的。原子核殼模型不斷地發展,出現了各種改進的殼模型。如,針對非球形的原子核,發展了變形的殼層模型,即得到廣泛應用的Nilsson模型;能考慮原子核轉動的推轉殼模型,投影殼模型;以及近年來才發展起來的有可能對重核做“精確”計算的Monte-Carlo殼模型。這樣,就使得殼模型能解釋的實驗數據越來越多,適用的范圍越來越大,幾乎成為各種宏觀的、唯象模型的微觀基礎。殼層模型是迄今為止最成功的核模型。
結論:原子核的殼層結構是由質子的結構決定的。
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