Wie kann ein Atom ohne Elektronen existieren?

Atome werden durch einen Nukleolus mit Z Protonen und einer äquivalenten Anzahl Z Elektronen gebildet. Die Kernmasse ( A ) ist gleich der Masse seiner Protonen plus der Masse seiner Neutronen minus der Masse, die als Energie verloren geht, wenn all diese Protonen und Neutronen im Atomkern gebunden werden. Wenn ein Atom verliert$\rm n$Elektronenzahl wird es zu einem Ion mit a${\rm +n}e$belasten bzw${\rm -n}e$andernfalls mit aufladen$e$die Grundladung sein .

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Protonen nahe aneinander gebunden werden können:

Die erste Form ist beispielsweise der Fall, wenn ein Proton mit einem Elektron (Wasserstoffatom) durch kovalente Kräfte an einen gleichberechtigten Partner bindet und das Wasserstoffmolekül ($\rm H_2$). In diesem Aufbau könnten diese Protonen ohne ihre Elektronen nicht aneinander gebunden werden, da die gemeinsame Nutzung von Elektronen die Bindung verursacht . Anstelle eines Wasserstoffatoms könnte dieses Beispiel mit zwei Deuteriumatomen gemacht werden , die ein Deuteriummolekül mit 2 Protonen, 2 Neutronen und 2 Elektronen bilden.

Die zweite Form ist, dass Protonen mittels starker Kernkraft aneinander gebunden werden könnten . Dies ist eine der vier Grundkräfte und von anderer Natur als die zuvor verwendete kovalente Bindung. Daher sind die beiden Protonen des Heliums ($\rm He$)-Atom sind nicht durch die gleichen Kräfte gebunden wie die beiden Protonen im Deuteriummolekül, obwohl beide Strukturen 2 Protonen, 2 Neutronen und 2 Elektronen haben. Aus diesem Grund können sie auch ohne Elektronen in Form eines Heliumions ($\rm He^{2+}$).

Seine Stabilität erklärt sich aus der immensen Energie, die verloren geht, wenn die vier Nukleonen aneinander gebunden werden . Mathematisch gesehen,

Wo,

$\rm ΔE$ist das Alphateilchen ($\rm He^{+2}$) Bindungsenergie ,$\rm m_p$ist die Protonenmasse,$\rm m_n$ist die Neutronenmasse,$\rm m_{He^{+2}}$ist die Alpha-Teilchenmasse und$c$ist die Lichtgeschwindigkeit.

Daher muss man all diese Energie wieder dem zuführen$\rm He^{2+}$Kern, um ihn zu zerlegen.

PS: Das Teilchen$\rm He^{2+}$wenn sie von einigen radioaktiven Materialien emittiert wird, wird sie als Alphastrahlung oder Alphateilchen bezeichnet .