Definição de Núcleo em Química

Na química, um núcleo é o centro carregado positivamente do átomo consiste em prótons e nêutrons. Também é conhecido como "núcleo atômico". A palavra "núcleo" vem da palavra latina núcleo, que é uma forma da palavra nux, o que significa noz ou semente. O termo foi cunhado em 1844 por Michael Faraday para descrever o centro de um átomo. As ciências envolvidas no estudo do núcleo, sua composição e características são chamadas de física nuclear e química nuclear.

Prótons e nêutrons são mantidos juntos pelo força nuclear forte. Os elétrons, embora atraídos pelo núcleo, se movem tão rápido que caem ao redor ou orbitam à distância. A carga elétrica positiva do núcleo vem dos prótons, enquanto os nêutrons não têm carga elétrica líquida. Quase toda a massa de um átomo está contida no núcleo, uma vez que prótons e nêutrons têm muito mais massa que elétrons. O número de prótons em um núcleo atômico define sua identidade como um átomo de um elemento específico. O número de nêutrons determina qual isótopo de um elemento é o átomo.

O núcleo de um átomo é muito menor que o diâmetro geral do átomo, porque os elétrons podem estar distantes do centro do átomo. Um átomo de hidrogênio é 145.000 vezes maior que seu núcleo, enquanto um átomo de urânio é cerca de 23.000 vezes maior que seu núcleo. O núcleo de hidrogênio é o menor núcleo porque consiste em um próton solitário. São 1,75 femtômetros (1,75 x 10^-15 m) O átomo de urânio, por outro lado, contém muitos prótons e nêutrons. Seu núcleo é de cerca de 15 femtômetros.

Os prótons e nêutrons são geralmente representados como compactados juntos e uniformemente espaçados em esferas. No entanto, isso é uma simplificação excessiva da estrutura real. Cada núcleo (próton ou nêutron) pode ocupar um certo nível de energia e uma variedade de locais. Embora um núcleo possa ser esférico, também pode ser em forma de pêra, em forma de bola de rugby, em forma de disco ou triaxial.

Os prótons e nêutrons do núcleo são bárions compostos por partículas subatômicas menores, chamado quarks. A força forte tem um alcance extremamente curto, portanto, prótons e nêutrons devem estar muito próximos um do outro para serem ligados. A força forte e atrativa supera a repulsão natural dos prótons com carga semelhante.

Além dos prótons e nêutrons, existe um terceiro tipo de barião chamado hiperão. Um hyperon contém pelo menos um quark estranho, enquanto prótons e nêutrons consistem em quarks superiores e inferiores. Um núcleo que contém prótons, nêutrons e hyperons é chamado hypernucleus. Esse tipo de núcleo atômico não foi visto na natureza, mas foi formado em experimentos de física.

Outro tipo de núcleo atômico é um núcleo halo. Este é um núcleo central rodeado por um halo orbital de prótons ou nêutrons. Um núcleo de halo tem um diâmetro muito maior que um núcleo típico. Também é muito mais instável do que um núcleo normal. Um exemplo de núcleo de halo foi observado no lítio-11, que possui um núcleo composto por 6 nêutrons e 3 prótons, com um halo de 2 nêutrons independentes. A meia-vida do núcleo é de 8,6 milissegundos. Vários nuclídeos foram vistos como tendo um núcleo halo quando estão no estado excitado, mas não quando estão no estado fundamental.

Fontes:

• M. Maio (1994). "Resultados recentes e orientações em física hipernuclear e caon". Em um. Pascolini. PAN XIII: Partículas e Núcleos. World Scientific. ISBN 978-981-02-1799-0. OSTI 10107402
• W. Nörtershäuser, Raios de Carga Nuclear de Be e o Núcleo de Halo de Um Nêutron Be, Cartas de Revisão Física, 102: 6, 13 de fevereiro de 2009,