氢原子能级结构模型中的能级跃迁和光电效应都是核外电子参与的模型，那么在发现原子核的内部结构又经历了什么呢？

卢瑟福和他的助手们通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，当时的主流观点都认为原子核不可再分。

但在后来，贝克勒尔发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂的内部结构，原子核还可以再分。

卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现质子。其核反应方程为： 。

查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现中子。其核反应方程为： 。

1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化．可分为α衰变、β衰变，并伴随着γ射线放出．

2．α衰变和β衰变的比较

注意：γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的，不改变原子核的核电荷数和质量数，其实质是产生的某些新核由于具有过多的能量而辐射出的光子．

(1)原子核放出α粒子或β粒子，并不表明原子核内有α粒子或β粒子(很明显，β粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在)。

(2)原子核衰变时遵循质量数守恒而不是质量守恒。原子核衰变前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能。但是，原子核衰变遵循质量数守恒。

(3)发生一次α衰变，质量数减4，质子数减2，中子数减2；发生一次β衰变，质量数不变，质子数加1，中子数减1。例如： (钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成 (铅)，共发生了6次α衰变和4次β衰变。

(4) α、β、γ射线比较，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱；γ射线的电离能力最弱，穿透能力最强，β射线居中。

(1)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关，即半衰期永远不变．

(2)半衰期公式： ， 。式中 、 表示衰变前放射性元素的原子数和质量， 、 表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期．

(3)半衰期是针对大量原子核的统计规律，少量原子核不适用。比如说四个原子核经过两个半衰期之后还剩一个，这种说法永远都是错的。

核反应有4种类型，即衰变、人工核转变、聚变及裂变.4种核反应类型对比如下：

(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头“→”连接并表示反应方向，不能用等号连接。

(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程。

(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化。

(4)所有核反应都遵循电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒、能量守恒，但质量不守恒。

(5)若核反应后质量减小，则该核反应是放热反应；若核反应后质量增加，则该核反应是吸热反应。

原子核里的核子间存在着相互作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．核力具有以下特点：

(1)核力是强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．

(2)核力是短程力，作用范围在 之内．

(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这也称为核力的饱和性．

(4)核力与电磁力、万有引力是不同性质的一种力，都属于四大基本力之一。

(5)什么是核子？核子是质子和中子的统称，核子数的大小等于质量数的大小。

(1)结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要的能量，或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量．

原子核结合能的大小与核子的多少有关。核子数越多，结合能越大。

但是结合能越大并不能表示原子核越稳定。例如 的结合能就比 小，但是 比 稳定多了。正是因为这个原因，才导致了比结合能的出现。

(2)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能．比结合能越大，表示原子核、核子结合得越牢固，原子核越稳定．

(3)若核反应是放热反应，则生成物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和。

(1)爱因斯坦质能方程： 。

(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象．

裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程．重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积．

裂变的应用：原子弹、原子反应堆．

(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，反应时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．聚变的应用：氢弹．

(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即 。

方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。

(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即 。

(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为 。

若核反应为放热核反应，则：

• 总结合能变大：生成物的总结合能比反应物的总结合能大
• 平均结合能变大：生成物的平均结合能比反应物的平均结合能大（生成物比反应物更稳定）
• 总质量减小：生成物的总质量比反应物的总质量小
• 核子的平均质量减小：生成物的核子的平均质量比反应物的核子的平均质量小