La stabilità del nucleo atomico
La stabilità del nucleo atomico dipende dal rapporto tra il numero dei protoni ( numero atomico ) e il numero dei neutroni.
Il significato di nucleo stabile
Un nucleo è stabile quando il numero dei protoni e dei neutroni non cambia nel tempo.
Viceversa, un nucleo è instabile quando perde o acquista uno o più nucleoni ( protoni o neutroni ) nel corso del tempo.
Durante questo processo i nuclei instabili si trasformano continuamente, fino a raggiungere una nuova condizione di stabilità che non necessariamente appartiene allo stesso elemento chimico.
La radioattività. L'instabilità dell'atomo è una causa della radioattività. Durante il processo di trasformazione il nucleo instabile emette verso l'esterno delle particelle di diversa natura.
La banda di stabilità del nucleo di un atomo
Il rapporto di stabilità Z/N tra protoni e neutroni non è sempre lo stesso per tutti gli elementi chimici.
Gli elementi chimici leggeri con pochi protoni ( numero atomico basso fino a 20 ) hanno un rapporto di parità tra il numero di protoni ( Z ) e quello dei neutroni ( N ).
Gli elementi pesanti con molti protoni ( Z>20 ), invece, sono caratterizzati da una proporzione maggiore di neutroni nel nucleo atomico.
Perché gli elementi più pesanti hanno un rapporto Z/N inferiore
Gli elementi chimici pesanti hanno un maggior numero di protoni nel nucleo atomico. Il loro numero atomico è più alto.
I protoni sono particelle subatomiche con carica elettrica positiva. Hanno lo stesso segno e si respingono l'uno con l'altro a causa della forza di Coulomb.
La presenza di un maggior numero di neutroni all'interno del nucleo distanzia tra loro i protoni e riduce l'effetto repulsivo coulombiano.
Per questo motivo gli atomi pesanti hanno un rapporto Z/N inferiore, ossia una maggiore proporzione di neutroni, rispetto agli atomi leggeri.
Nota. Se non ci fosse una maggiore quantità di neutroni nel nucleo, i protoni si allontanerebbero tra loro causando la disgregazione del nucleo atomico.
