Atommag forrásának megtekintése

[[Fájl:Helium atom QM.svg|bélyegkép|jobbra|300px|A [[hélium]]-4 atom képi ábrázolása. A magban a két protont piros, a két neutront kék szín jelöli. Az ábra egymástól elkülönülten mutatja a részecskéket, a valóságban azonban a két proton a térben egymással átfedve, nagy valószínűséggel az atommag középpontjában található meg, és ugyanez igaz a neutronokra is, így mind a négy részecske pontosan ugyanazon a helyen fordul elő a legnagyobb valószínűséggel. A különálló részecskék klasszikus képe ezért nem tudja modellezni a nagyon kis atommagokban tapasztalt töltéseloszlást]]

Az [[atom]]ok tömegének legnagyobb része egy, az atom térfogatához képest igen kis méretű, pozitív töltésű '''atommagban''' koncentrálódik. Az '''atommag''' átmérője néhányszor 10<sup>−15</sup> m, ami az atom méretének tízezred része. A [[Rutherford-kísérlet|Rutherford-féle szórási kísérlet]] eredménye vezette végül [[Ernest Rutherford]]ot és [[Niels Bohr]]t egy olyan atommodellhez, amelyben a pozitív töltésű pici, de nehéz magot a negatívan töltött [[elektron]]ok felhője veszi körül. A magban levő [[proton]]ok száma adja az atom [[Rendszám (kémia)|rendszámát]], amely semleges atom esetén megegyezik a mag körül keringő elektronok számával. Mivel az elektronszám határozza meg a kémiai viselkedést, ezért az azonos protonszámú magok kémiai szempontból nagyon hasonlóan viselkednek, a protonszám határozza meg azt, hogy valami milyen [[kémiai elem]] (például [[hidrogén]] vagy [[vas]]). Az atommagban levő [[nukleon]]ok (proton+neutron) teljes száma adja az atom [[tömegszám]]át.

Amikor a fizikusok az atommag szerkezetét kezdték vizsgálni, azzal a problémával találták magukat szemben, hogy bár a magban lévő protonok a Coulomb-erő miatt nagy erővel taszítják egymást, az atommag mégis stabil állapotban van. E problémának csak egy megoldása van, a természetben léteznie kell még egy igen rövid hatótávolságú, de nagyon intenzív erőhatásnak, amely az elektromos taszítást kompenzálja. Ez a [[magerő]].

A fizikában általában akkor mondjuk egy rendszerre, hogy ismerjük, ha létezik egy többé-kevésbé minden tulajdonságát megmagyarázó modellünk. Az atommag esetében azonban a modellezés kivételesen nehéz:
* az atommagban jelenlevő részecskék száma 1 és 250 között mozog. [[statisztikus fizika|Statisztikusan]] nem lehet tárgyalni, mert ahhoz nagyon kevés részecskénk van, az elméleti mechanika viszont már a [[háromtest-probléma|háromtest-problémát]] sem tudja egzaktul megoldani.
* a magerők egzakt formája ismeretlen
Természetesen léteznek különböző modellek, amik jól magyarázzák a mag egyes tulajdonságait.

== Atommagok tulajdonságai ==
=== Tömege ===
Az atommag tömegét atomi tömegegységben (jele: U vagy ATE) a következő összefüggés adja meg:

Az atommag nukleonokból épül fel, melyeket a töltésfüggetlen erős nukleáris kölcsönhatás tart össze. Az összetett mag tömege mindig kisebb, mint az azt alkotó részecskék tömege külön-külön. Az előálló tömegdefektus vagy tömeghiány:
:Δm = Z·M<sub>p</sub> + (A−Z)M<sub>n</sub> − M({{su|a=r|p=A|b=Z}}X) 
A tömeghiánynak (tömegdefektusnak) megfelelő (kötési) energia tartja össze az atommagot. Értéke a Weizsäcker-féle empirikus összefüggésből állapítható meg.

=== Sűrűsége ===
Az atommagok [[sűrűség]]e állandó, [[kémiai elem]]ektől és [[izotópok]]tól függetlenül. Az atommag sűrűsége magas érték, {{nowrap|10<sup>14</sup> g/cm<sup>3</sup>}}, ami megfelel {{nowrap|10<sup>8</sup> tonna/cm<sup>3</sup>}}-nek. Mivel az atommag sűrűsége állandó, ezért a térfogata a [[tömegszám]]mal egyenesen arányosan, míg sugara annak köbgyökével arányosan változik.

=== Magerő ===
Földi viszonyok között állandó struktúra az atommag, amelyet a nukleáris kölcsönhatás alakít ki. Két m tömegű nukleon között fellépő magerő hatótávolsága:&nbsp;&nbsp; b = h/2πmc
=== Mérete ===
A nukleon (proton vagy neutron) átmérője kb. 1 [[Méter#A méter törtrészei|fm]] (= 10<sup>−15</sup> m). Az atommag alakja közelíthető gömbbel, így az atommagok méretének számítására tapasztalati összefüggést alkalmazunk:

:<math> R = R_0 A^{1/3} \ </math>
ahol
: ''R'' a mag sugara
: ''A'' a [[tömegszám]],
: és <math>R_0 = \ </math> 1,2 fm.

A mag sugara 0,005%-a (1/20 000) az atom sugarának. A mag sűrűsége olyan nagy, hogy egy liternyi maganyag tömege körülbelül 200&nbsp;000&nbsp;000&nbsp;000 tonnát nyomna. A kompakt neutroncsillagokat teljes egészében nukleonok alkotják, sűrűségük tehát megegyezik az atommagéval.

== Atommagok csoportosítása ==
=== Felépítésük szerint ===
* '''izotóp''': azonos protonszám, eltérő neutronszám (például: {{chem|1|1|H}} és {{chem|2|1|H}})
* '''izotón''': azonos neutronszám, eltérő protonszám (például: {{chem|2|1|H}} és {{chem|3|2|He}})
* '''izobár''' atommagok: azonos nukleonszám, eltérő protonszám (például: {{chem|14|6|C}} és {{chem|14|7|N}})
* '''izomer''' magok: a rendszám és a tömegszám is azonos, csak a mag energiaállapotában van különbség

=== Stabilitás szerint ===
* '''stabil magok''' (1)
** olyan atommagok, amelyeknél radioaktivitást nem tapasztaltak
** kb. 271 ilyen atommagot ismerünk
** például: <sup>12</sup>C, <sup>14</sup>N, <sup>16</sup>O

* '''elsődleges természetes radionuklidok''' (2)
** olyan természetes [[Radioaktivitás|radioaktív]] magok, amelyek megtalálhatóak a [[Naprendszer]] keletkezése óta
** [[felezési idő|felezési idejük]] nagyon hosszú
** 26 ilyen mag ismert
** Például: <sup>238</sup>U (T=4,47{{e|9}} év), <sup>40</sup>K (T=1,28{{e|9}} év), <sup>87</sup>Rb (T=4,8{{e|10}} év)

* '''másodlagos természetes radionuklidok'''
** Olyan magok, amelyek (2) keletkezése révén bomlanak
** Felezési idejük nagyon rövid, a Naprendszer keletkezése óta nem találhatóak meg
** 38 ilyen mag ismert
** Például: <sup>226</sup>Ra (T=1600 év), <sup>234</sup>Th (T=24,1 nap)

* '''Indukált természetes radionuklidok'''
** állandóan keletkeznek a kozmikus sugárzás hatására
** 10 ilyen mag ismert
** Például:  [[trícium|³H]] (T=12,3 év), <sup>14</sup>C (T=5730 év)

* '''mesterséges radionuklidok'''
** emberi tevékenység során keletkeztek, a természetben nincsenek számottevően jelen
** 2000 ilyen mag ismert
** Például: <sup>60</sup>Co, <sup>137</sup>Cs, <sup>24</sup>Na

== További információk ==
* Horváth Ákos: [https://web.archive.org/web/20090920043108/http://www.eet.bme.hu/~gyuri/fazekas/HorvathA.pdf Egzotikus atommagok szerkezete], [[PDF]]
* [http://astrojan.nhely.hu/atommag.htm Az atommag szerkezete]

* Bódizs Dénes: Atommagsugárzások méréstechnikái. Typotex Kiadó, 2006. {{ISBN|963-9664-31-6}}

{{Nemzetközi katalógusok}}
{{Portál|Kémia}}

[[Kategória:Magfizika]]
[[Kategória:Kémiai alapfogalmak]]
[[Kategória:Anyagok]]