โครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอมเป็นหนึ่งในประเด็นพื้นฐานที่สำคัญที่สุดของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ การทดลองอย่างต่อเนื่องในพื้นที่นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่สามารถระบุได้อย่างแม่นยำว่าอะตอมคืออะไร แต่ยังใช้ความรู้ที่ได้รับในอุตสาหกรรมต่างๆ และในการสร้างอาวุธใหม่ล่าสุดอย่างแข็งขัน
คำถามเกี่ยวกับโครงสร้างของทุกสิ่งบนโลกใบนี้เป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์มาแต่ไหนแต่ไรแล้ว ดังนั้น แม้แต่ในกรีกโบราณ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าสสารเป็นหนึ่งเดียวและแบ่งแยกไม่ได้ในโครงสร้าง ในขณะที่ฝ่ายตรงข้ามยืนยันว่าสสารนั้นแบ่งแยกได้และประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุด - อะตอม ดังนั้นคุณสมบัติของวัตถุต่างๆ จึงแตกต่างกันมาก
ความก้าวหน้าในการศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 18 เมื่อ M. V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. D alton, A. Avogadro วางรากฐานของทฤษฎีอะตอม - โมเลกุลตามที่ทุกอย่างในธรรมชาติประกอบด้วยโมเลกุลและในทางกลับกันก็ทำจากอนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ - อะตอม ปฏิกิริยาระหว่างกันเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติพื้นฐานของสารบางชนิด
ระยะใหม่ในการศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลและอะตอมเริ่มขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 เมื่อ E. Rutherford และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ค้นพบ ซึ่งเป็นผลมาจากโครงสร้างของอะตอม และนิวเคลียสของอะตอมก็ปรากฏขึ้นในมุมมองใหม่โดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงปรากฏว่าอะตอมไม่ใช่อนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ ในทางกลับกัน มันประกอบด้วยส่วนประกอบที่เล็กกว่านั้น - นิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ในวงโคจรที่ซับซ้อน ความเป็นกลางโดยทั่วไปของอะตอมนำไปสู่ข้อสรุปว่าอิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะต้องถูกทำให้สมดุลโดยองค์ประกอบที่มีประจุบวก เมื่อมันปรากฏออกมาในภายหลัง องค์ประกอบดังกล่าวมีอยู่จริง: พวกมันถูกเรียกว่า ɑ-อนุภาคหรือโปรตอน
ความรู้ทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอมนั้นซับซ้อนกว่าที่เคยเป็นเมื่อร้อยปีที่แล้ว ดังนั้น วันนี้เป็นที่ทราบกันดีว่านิวเคลียสของอะตอมไม่เพียงประกอบด้วยโปรตอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอนุภาคที่ไม่มีประจุ - นิวตรอนด้วย โปรตอนและนิวตรอนรวมกันเรียกว่านิวคลีออน เนื่องจากมวลของนิวตรอนนั้นมากกว่ามวลของโปรตอนเพียง 0.14% ความแตกต่างนี้จึงมักถูกละเลยในการคำนวณ
ขนาดของนิวเคลียสอยู่ระหว่าง 10-12 ถึง 10-13 ซม. ในขณะเดียวกันแม้ว่ามวลอะตอมมากกว่า 95% จะกระจุกตัวอยู่ในนิวเคลียส ขนาดของอะตอมเอง มีขนาดใหญ่กว่านิวเคลียสหนึ่งแสนเท่า
พื้นฐานลักษณะเชิงปริมาณที่กำหนดโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอมสามารถดึงออกมาจากตารางธาตุของ D. I. เมนเดเลเยฟ. อย่างที่คุณทราบ จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเท่ากับผลรวมของอิเล็กตรอนที่หมุนรอบมัน และสอดคล้องกับหมายเลขซีเรียลในตารางธาตุ ในการหาจำนวนนิวตรอน จำเป็นต้องลบเลขซีเรียลออกจากมวลรวมของธาตุแล้วปัดขึ้นเป็นจำนวนเต็ม สารที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่จำนวนนิวตรอนต่างกันเรียกว่าไอโซโทป
คำถามที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาโครงสร้างของนิวเคลียสคือคำถามของแรงที่กักโปรตอนไว้ เพราะมีประจุเหมือนกัน พวกมันจึงต้องขับไล่ จากการศึกษาพบว่าระยะห่างระหว่างโปรตอนในนิวเคลียสนั้นเล็กมากจนไม่เกิดแรงผลักระหว่างกัน นอกจากนี้ ไบออนซึ่งตั้งอยู่ระหว่างโปรตอนมีส่วนทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดและแรงดึงดูดของโปรตอนหลังอย่างต่อเนื่อง
โครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอมยังคงเต็มไปด้วยความลึกลับมากมาย การแก้ปัญหาเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้มนุษยชาติเข้าใจโครงสร้างของโลกได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดความก้าวหน้าในเชิงคุณภาพในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี