Магически ядра на атомите

Известно е, че атомите на благородните газове се отказват от своите или придобиват допълнителен електрон с трудност. Теорията на Бор обяснява това свойство с образуването на "затворени" черупки. Терминът "обвивка" означава стационарно енергийно ниво на осреднения потенциал.

Всъщност при благородните газове всички електронни обвивки са напълно запълнени с необходимия брой електрони (комбинация от числа: 2, 6, 10 и 14 - по-подробно тук), които са много тясно свързани. Ако добавим още един електрон към тях, тогава той трябва да стигне до следващото ниво, чиято потенциална енергия е много по-висока и този електрон ще бъде свързан с атома много по-слаб.

Подобно свойство на "затворените" черупки може да се наблюдава при ковалентна химическа връзка между два атома. Общата им външна обвивка е изцяло изпълнена с електрони, така че ковалентните връзки са много силни.

И има ли в ядрата на атомите "затворени" черупки? Мария Геперт-Майер доказа, че в ядрата има такива черупки (Нобелова награда 1963). И това се потвърждава от наличието на "магически" ядра, които се различават от съседните по повишена стабилност и по-голямо разпространение в природата. В такива ядра броят на протоните или неутроните е равен на едно от така наречените магически числа - 2, 8, 20, 28, 50, 82, 114, 126 и 184. Енергията на отделяне на нуклоните от такова ядро е забележимо по-висока от тази на съседните ядра.

Зависимостта на енергията на свързване Wbw от A (брой нуклони: протони + неутрони) и Z (брой протони) за всички известни ядра е приблизително описана чрез полуемпирично уравнение (предложено за пръв път през 1935 г. от К. Ф. Weizsacker):

---