¿Los protones y los neutrones del núcleo están dispuestos de alguna manera en particular?

Question

Me preguntaba esto: supongamos que tienes dos átomos de oxígeno. Ambos tendrán 8 protones y 8 neutrones en el núcleo (al menos si son el isótopo más común). Ahora bien, ¿todas esas partículas estarán dispuestas de la misma manera en ambos átomos? Si lo están, ¿por qué? Y si no lo están, ¿afecta eso a las propiedades del elemento de alguna manera?

Pero luego también pensé que tal vez el principio de incertidumbre no nos permite ni siquiera plantear esta pregunta. Tal vez no se pueda decir la posición de las partículas con tanta precisión, así que lo único que se puede decir es que hay 8 protones y 8 neutrones juntos en un espacio pequeño.

Entonces, ¿cuál es? ¿Podemos saber siquiera dónde están todas las partículas y, si podemos, importa exactamente cómo están dispuestas?

Answer 1

Javier, intenta buscar en ¿Cuál es la imagen intuitiva del movimiento de los nucleones? para empezar.

La respuesta corta es que es tan razonable decir que son idénticos como decir que la configuración de los electrones en múltiples átomos de un mismo elemento son idénticos. Es decir, hay un conjunto de posiciones (o momentos) 1 ) distribuciones a la que se ajustan.

---

1 Las distribuciones de posición y de momento resultan estar vinculadas entre sí por las transformaciones de Fourier, por lo que la información requerida para especificar una es la misma que la requerida para especificar la otra. Los físicos nucleares se ocupan sobre todo de las distribuciones de momento.

Answer 2

Entonces, ¿cuál es? ¿Podemos saber siquiera dónde están todas las partículas y, si podemos, importa exactamente cómo están dispuestas?

Podemos saber/modelar la distribución de las partículas en el núcleo, como dice dmckee, y sí importa cómo están dispuestas a medida que subimos en la tabla periódica de los elementos. La disposición/distribución interna da lugar a los dipolos y momentos cuadrupolares de la núcleos .

Así, en conjunto, la distribución de protones en los núcleos sí los caracteriza.

Answer 3

En los elementos más pequeños, los protones y neutrones no están dispuestos en forma de esfera, sino más bien de disco en el núcleo. Una vez que el elemento se hace más grande, los protones y neutrones se organizan en forma de esfera debido a las fuerzas de repulsión de los protones y la cantidad limitada de neutrones para bloquear la fuerza de repulsión. La mayoría de los científicos creen que las fuerzas fuertes que mantienen unidos a los protones y neutrones son más como una estructura en forma de pinza que como fuerzas magnéticas o eléctricas. Esto tiene la clave de su disposición en los elementos isotópicos más grandes. Las fuerzas fuertes pueden ser como la forma en que los trenes se conectan entre sí. Los protones y los neutrones se unen con presión. Una cosa segura es que hay más neutrones que protones. La razón tiene que ser que el neutrón protege las fuerzas de repulsión. Estoy trabajando en este problema cuando tenga tiempo. La disposición de los neutrones determinaría si son más positivos en un extremo. Dicen que cuanto más grande es el elemento más rápida es la velocidad del electrón en la capa exterior. Un neutrón siendo neutro podría ir y venir de un núcleo de átomo . Sin ser afectado por la carga o la gravedad. Así que hay que creer que cuando un protón se convierte en un neutrón deben seguir enganchados el uno al otro como los trenes se enganchan el uno al otro. Solo es una idea para reflexionar.