在化學的微觀世界里，原子宛如一個神秘的小宇宙，而原子核則是這個小宇宙的核心。它雖體積微小，卻蘊含著巨大的奧秘，掌控著原子的諸多關鍵特性。今天，就讓我們一同深入這個神秘的原子核世界。?
一、探索之旅：原子核的發現歷程?
人類對原子核的認知，可謂是一部充滿曲折與驚喜的科學探索史。在早期，人們一直認為原子是不可再分的最小粒子，如同古希臘哲學家德謨克里特提出的 “原子” 概念，意為不可分割。但隨著科學技術的發展，這個觀念逐漸被打破。?
1897 年，英國科學家湯姆生通過對陰極射線的研究，發現了電子的存在。這一發現如同一顆重磅炸彈，讓人們意識到原子并非不可分割，其內部有著更為復雜的結構。湯姆生提出了 “葡萄干布丁” 模型，認為原子是一個帶正電的均勻球體，電子像葡萄干一樣鑲嵌其中。?
然而，這個模型并沒有存在太久。1911 年，湯姆生的學生盧瑟福進行了著名的 α 粒子散射實驗。他用帶正電荷的 α 粒子（即氦 4 原子核）轟擊金箔，結果發現大部分 α 粒子直接穿透了金箔，仿佛金箔不存在一般；但同時有極少部分的 α 粒子被大角度散射甚至反射了回來。這一結果大大出乎人們的意料，盧瑟福由此推斷原子內部結構并不是均勻分布的，而是集中在一個非常小的范圍內。于是，他提出了電子繞著帶正電的原子核運動的 “行星結構” 模型，就像行星圍繞太陽運轉一樣，電子圍繞著原子核在特定軌道上運動。這一模型的提出，為人們認識原子核奠定了基礎，盧瑟福也因此被譽為 “核物理之父”。?
之后，1919 年，盧瑟福繼續用 α 粒子轟擊氮氣，在這個過程中，他發現氮釋放出一種與氫原子核質量和電荷一致的粒子，他將其命名為質子，這證明了原子核是可以再分的，也是歷史上第一次人工核反應。但此時，科學家們又遇到了一個問題：從原子核的電荷推測出的質子數與大部分原子的質量對不上，大部分原子的質量都比其中的質子加電子重很多。盧瑟福猜測原子核內部還有一種不帶電的中性粒子。直到 1932 年，他的學生查德威克用 α 粒子轟擊鈹，產生了一種不帶電的射線，再用此射線轟擊氫氣、氮氣，打出了氫核和氮核，通過測定被打出氫核和氮核的速度，發現這種未知射線的質量和質子接近，從而確證了中子的存在。至此，由質子、中子、電子組成的經典原子結構模型正式建立起來。?
二、微觀拼圖：原子核的結構組成?
原子核由質子和中子緊密結合而成。質子帶一個單位正電荷，其數量決定了元素的種類，也就是原子序數。比如，氫原子的原子核只有 1 個質子，所以氫的原子序數為 1；碳原子的原子核有 6 個質子，其原子序數就是 6。中子不帶電，它和質子一起構成了原子核的質量。質子數相同而中子數不同的原子，互稱為同位素。例如氫元素就有氕、氘、氚三種同位素，氕原子核只有 1 個質子，沒有中子；氘原子核有 1 個質子和 1 個中子；氚原子核有 1 個質子和 2 個中子。?
原子核的體積非常小，只占原子體積的幾千億分之一。如果把原子比作一個巨大的體育場，那么原子核就相當于體育場中心的一顆小豌豆。但別看它體積小，卻集中了原子幾乎全部的質量，因為電子的質量與質子和中子相比，小到可以忽略不計，僅為質子質量的 1/1840 左右。