O núcleo atômico é a parte central do átomo, com carga elétrica positiva e no qual está localizado na maior parte da massa do átomo. Foi descoberto por Ernest Ruthenford em 1911. Após a descoberta do nêutron em 1932, o modelo do núcleo atômico foi rapidamente desenvolvido por Dmitri Ivanenko e Werner Heisenberg.
No núcleo está quase toda a massa do átomo, com uma pequena contribuição da nuvem de elétrons, pois os elétrons têm menos peso em comparação aos nêutrons e prótons. Prótons e nêutrons se unem para formar o núcleo atômico por meio da força nuclear.
Heisenberg, em 1932, propôs que o núcleo fosse composto de dois tipos de partículas: prótons e nêutrons (chamados coletivamente de núcleons). Os prótons têm carga positiva e, igual e oposta à do elétron, e os nêutrons são eletricamente neutros. Se Z é o número atômico de um elemento, há elétrons Z na camada de seu átomo e seu núcleo tem N nêutrons, onde A = Z + N é o número de núcleons, também chamado de número de massa.
- Número atômico Z. É o número de prótons que constituem o núcleo do átomo. Portanto, o hidrogênio (símbolo H), que é o átomo usado na fusão nuclear, tem um número Z = 1, uma vez que possui apenas um próton em seu núcleo. O elemento químico mais simples e ao mesmo tempo o mais abundante na natureza é o hidrogênio.
- Massa atômica A. É a soma de prótons e nêutrons. Também chamado de número de massa. Considerando N: o número de nêutrons em um átomo, temos:
A = Z + N.
- Peso atômico. É o peso do átomo, para calculá-lo devemos tomar como unidade a décima segunda parte do peso do átomo de carbono (C). Portanto, o hidrogênio pesa cerca de 1 e o carbono 12.
- Isótopo. O mesmo tipo de átomo pode ter um número diferente de nêutrons em seu núcleo. Cada variedade é chamada de isótopo. Portanto, o hidrogênio tem três isótopos diferentes: isótopo de hidrogênio, isótopo de deutério e isótopo de trítio. Estes dois últimos são os usados na fusão nuclear.
O ramo científico responsável pelo estudo e compreensão do núcleo atômico, incluindo as forças que o unem e sua composição é a física nuclear.
