中子数与质子数不一定相等,在原子中,质子数=核电核数=核外电子数。而质子数就不一定等于中子数,当然,某些元素的同位数以及个别元素除外。例如普通氢原子中含有1个质子,但是它不含有中子。
中子(n)和质子(p)同为原子核的两个组成粒子(统称为核子),分别由不同的三个夸克构成。其区别是,质子带一个单位的正电荷,而中子不带电。在原子核内,通过β衰变,质子和中子可互相转换:p-->n+β++ν(中微子);n-->p+β-+ν¯(反中微子)。质子数=核外电子数,中子数=质量数-质子数=质量数-核外电子数。
中子由一个带2/3e正电荷的上夸克和两个带1/3e负电荷的下夸克组成,两种夸克的电荷相互抵消,所以中子不显电性。自由中子的质量为1.6749×1024g,是电子质量的1838.68倍。中子和质子的尺寸相仿,均在2.5×10-15米数量级。自由中子是不稳定的,可通过弱相互作用衰变为质子,放出一个电子和一个反中微子,半衰期为(10.61±0.16)分。中子自旋为1/2,中子的磁矩为-1.91304275单位核磁子。标准模型预言中子具有微小、非零的电偶极矩。
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