Структура ядра атома углерода

Углерод считается основой жизни, так как формирует большое количество связей с атомами других химических элементов. Посмотрим на причину такой его активности.

На рис. 53, а показано плоское ядро этого элемента. Тут невольно вспоминается чешуйчатое, плоское строение графита, состоящего из углерода. Такое вещество образуется из атомов углерода, ядра которых имеют плоскую структуру из шести протонов и шести нейтронов.

Рис. 53. Структурные схемы ядра атома углерода:

а) схема плоского ядра; b) и с) схемы пространственного ядра

Однако в Природе встречается углерод и с другой - пространственной компоновкой ядра. Механические свойства алмаза (рис. 53, b), который также состоит из углерода, радикально отличаются от механических свойств графита. Графит пишет по бумаге, а алмаз режет стекло.

Теперь мы видим, что форма ядра углерода определяет свойства вещества, состоящего из атомов этого химического элемента и линейное взаимодействие электронов с протонами ядер усиливает достоверность многих наших постулатов.

На рис. 53, b показана структура другого ядра атома алмаза. У этой структуры 7 нейтронов. Один расположен в центре пространственной системы координат и три пары других нейтронов направлены вдоль трех координатных осей. Вдоль этих же осей к каждому наружному нейтрону присоединен протон. Таким образом, пространственное ядро такого атома углерода - идеальный узел кристаллической решетки. Такая конструкция ядра и обеспечивает прочность кристаллов алмаза.

Экспериментальная ядерная спектроскопия свидетельствует, что 98,90% ядер углерода содержат 6 протонов и 6 нейтронов и лишь 1,10% процента ядер этого элемента имеют лишний нейтрон. Теперь мы видим, что это ядра атомов алмаза (рис. 53, b).

Обратим внимание на предельную симметричность обоих ядер атома углерода. Плоское симметричное ядро принадлежит углероду, формирующему органические соединения (рис. 53, а). Из этого следует также, что силы связи, действующие между частицами этих ядер, примерно одинаковые.

Из второй (рис. 53, b) и третьей (рис. 53, с) структурных схем ядер атома углерода следует, что нейтрон действительно имеет сложное магнитное поле, состоящее из шести магнитных полюсов. Магнитное же поле протона во всех рассмотренных нами случаях остаётся простым, подобным магнитному полю стержневого магнита.