Unter Nukleonen (Nucleonen) versteht man die schweren Bausteine (Baryonen), aus denen die Atomkerne bestehen: Protonen und Neutronen. Zusammen mit den Elektronen bilden die Nukleonen ein Atom.
Art und Anzahl der Nukleonen in einem Atomkern sind bedeutend für die Zuordnung des Kerns zu den chemischen Elementen:
- Die Anzahl der Protonen charakterisiert ein bestimmtes chemisches Element E und wird als Ordnungszahl Z (= Protonenzahl) bezeichnet: ZE
- Die zusätzliche Zahl an Neutronen bestimmt, um welches Isotop eines Elements es sich handelt.
- Die Summe der Nukleonen wird als Massenzahl A ausgedrückt: AE.
- Symbolik eines definierten Isotops bzw. Nuklids: AZE. Die Neutronenzahl N resultiert aus der Differenz von Massenzahl und Neutronenzahl: N = A - Z.
- Ein einzelner Atomkern mit einer definierten Anzahl an Protonen und Neutronen heißt Nuklid.
Für die Massen der einzelnen Nukleonen sind relativ exakte Werte bekannt (siehe unter Atomare Konstanten). Die Isotopenmasse bzw. Nuklidmasse entspricht aber nur in etwa der Summe aus den Massen der einzelnen Kernbausteine; sie ist durch die bei der Kernbildung freiwerdende Kernbindungsenergie geringfügig niedriger (Massendefekt).
Eigenschaften der Nukleonen
In der nachfolgenden Tabelle sind die Eigenschaften von Proton und Neutron aufgeführt; die Werte entsprechen den festgelegten Werten gemäß CODATA 2018 [1] bzw. sind davon abgeleitet:
| Neutron | Proton | |
|---|---|---|
| Symbol | n | p, p+ |
| Masse | 1,00866491595(49) u 1,67492749804(95) × 10-27 kg 1838,68366173(89) me | 1,007276466621(53) u 1,6726219 2369(51) × 10-27 kg 1836,15267343(11) me |
| Molare Masse | 1,00866491560(57) × 10-3 kg mol-1 | 1,00727646627(31) × 10-3 kg mol-1 |
| Masse-Energie- Äquivalent | 1,50534976287(86) × 10-10 J | 1,50327761598(46) × 10-10 J |
| Ruheenergie | 939,56542052(54) MeV | 938,27208816(29) MeV |
| Ladung | 0 | +1e |
| Ladungsradius | -0,1155(17) fm2 | 0,8409(4) fm |
| Compton-Wellenlänge | 1,31959090581(75) × 10-15 m | 1,32140985539(40) × 10-15 m |
| Magnetisches Moment | -9,6623651(23) × 10-27 J/T -1,91304273(45) μN | 1,41060679736(60) × 10-26 J/T 2,7928473441(42) μN |
| Gyromagnetisches Verhältnis γ | 1,83247171(43) × 108 s-1 T -1 29,1646931(69) MHz T -1 | 2,6752218744(11) × 108 s-1 T -1 42,577478518(18) MHz T -1 abgeschirmtes Proton γ´: 2,675153151(29) × 108 s-1 T -1 42,57638474(46) MHz T -1 |
| g-Faktor | -3,82608545(90) | 5,5856946882(84) |
| Spin | +1/2 | +1/2 |
| Isospin | 1/2 | 1/2 |
| Halbwertszeit | 610 s (freies n) | stabil |
| Quarks | udd | uud |
Quellen
[1] - Eite Tiesinga, Peter J. Mohr, David B. Newell, and Barry N. Taylor:
CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2018.
In: Rev. Mod. Phys. 93, 025010, (2021), DOI 10.1103/RevModPhys.93.025010.
Kategorie: Chemische Elemente
Letzte Änderung am 12. November 2023.
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