ATOM = jezgra + elektronski omotač (Z elektrona)
-Atomska jezgra protoni + neutroni = nukleoni (A – nukleonski ili maseni broj)
A =Z+N Izotopi nekog hemijskog elementa su atomi čija jezgra imaju jednak redni broj Z(protoni), a različit broj neutrona N.
Atomsko jezgro je centar atoma, ogromne gustine koji se sastoji od nukleona - protona i neutrona. Broj protona u atomskom jezgru se zove atomski broj. Broj neutrona određuje izotop elementa. Protoni i neutroni imaju skoro jednake mase, i njihov zajednički broj maseni broj, je približno jednak atomskoj masi atoma (svaki izotop elementa ima jedinstvenu atomsku masu). Masa elektrona je mala i ne doprinosi značajno atomskoj masi.
Do promjene identiteta atoma dolazi kad se promijeni broj atoma u jezgru.
Za razliku od slobodnog protona, neutron n u slobodnom stanju je nestabilna cestica, koja se spontano raspada u proton, elektron i elektronski antineutrino ve:
N -> p+e+ve

Odnos broja neutrona N i broja protona Z u jezgru varira sa masom jezgra.
1≤N/Z ≤1,6

Pošto proton u jezgru djeluje odbojnom elektrostatickom silom na sve druge protone, a privlačne jake nuklearne sile djeluju samo između najbližih susjeda, da bi jezgro ostalo stabilno,sa porastom broja protona u jezgru raste i broj neutrona.Nakon izvesnog broja protona i neutrona u jezgru dalje povećanje broja neutrona više ne može održati stabilnost jezgra. Takva nestabilna jezgra se spontano raspadaju.

Jezgra koja imaju isti maseni broj nazivaju se izobari.
Masa protona mp = 1.67143*10-27 kg, sto je 1.836 puta vece od mase elektrona ( mp = 1.836 me), a masa neutrona je mn = 1.67474*10-27 kg i 1.838,5 puta veca od mase elektrona (mn = 1.838,5 me).
Masa slobodnog nukleona je problizno jednaka atomskoj jedinici mase(1u ili 1AJM) koja se definira kao 1/12 mase atoma C12 i iznosi :
1u = 1AJM = 1,6604*10 -27
U upotrebi je i jedinica 1MeV/c2 , koja je izvedena iz relativisticke Einsteinove relacije izmedju energije i mase E = mc2 . m=E/c2 [MeV/c2 ]
Medjudjelovanje
Osnovne osobine nuklearnog medjudjelovanja otkrivene su eksperimentalnim putem: 1. Nuklearno medjudjelovanje je kratkog dosega. 2. Sila nuklearnog medjujelovanja je oko 100 puta jaca od elektrostaticke sile i oko 10 40 puta jaca od gravitacione sile izmedju nukleona. 3. Nuklearno medjujelovanje ne zavisi od elektricnog naboja nukleona. 4. Nuklearno medjujelovanje pokazuje svojstvvo zasicenosti tj. svaki pojedini nukleon ne medjudjeluje sa svim nukleonima u jezgri, nego samo sa odredjenim brojem prvih susjeda. 5. Nuklearno medjudjelovanje zavisi od medjusobne orijentacije spinova medjudjelujucih nukleona.
Modeli jezgre * Model kaplje, kojeg je predlozio N. Bohr 1936. godine. Prema ovom modelu jezgro je kaplja nuklearnog fluida. Nuklearni fluid je pozitivno naelektrisana tekucina velike gustoce. * Model nuklearnih ljuski u osnovi sazdrzi pretpostavku da se svaki nukleon krece nezavisno u srednjem polju ostalih nukleona.Iz te pretpostavke slijedi da postoje razliciti nivoi nukleona u jezgru.
Energija veze jezgra
Ukupna masa jezgra nije jednaka zbiru masa protona i neutrona koji ga sačinjavaju, već je nešto manja. Razlika u masi jezgra i njegovih sastavnih delova se naziva defekt mase Δm i odgovara energiji veze Ev nukleona u jezgru.
Energija veze jezgra jednaka je radu koji treba izvrsiti da se jezgro razlozi na nukleone, ne ukljucujuci tu njihovu kineticku energiju.
Najjednostavniji nukleatni sistem – jezgro deuterija moze se razgraditi ako se gadja visokoenergetskim fotonima. Pri tome minimalna energija fotona mora biti 2.2 MeV, sto odgovara energiji veze nukleona u deuteriju.
Eksperimentalno je nadjeno a je masa atomskog jezgra mj uvijek manja od zbira masa svih nukleona koji ga izgradjuju. Ova razlika u masama naziva se defekt mase. Pokazuje se da je energija koja odgovara defektu mase jednaka energiji koju je potrebno utrositi za razgradnju jezgra na nukleona ili koja seo slobodi pri izgradnji atomskog jezgra.
Energija veze atomskog jezgra:
Ev = Δm*c2 = [Zmp+(A-Z)mn-mj]-c2

Energija veze po jednom nukleonu se naziva spocificna energija veze i zavisi od masenog broja A.
Specificna energija veze moze se izracunati za svako jezgro.
Što je energija veze veća, veća je i stabilnost jezgra.

Ovakva zavisnost energije veze po nukleonu od masenog broja A omogucava dobijanje velikih kolicina energije u dva procesa: 1. Cijepanje ili dioba teskih jezgara na vise laksih, pri cemu ta laksa jezgra pripadaju sredini periodnog sistema gdje je specificna energija veze veca. Taj proces se zove nuklearna fisija. 2. Sinteza lahkih jezgara u teze, pri cemu teze jezgro ima vecu specificnu energiju veze od lahkih. Taj proces se naziva nuklearna fuzija

Za proces cijepanja jezgra, potrebno je takvom jezgru dovesti aktivacionu energiju ubacivanjem neutrona u nejga. Za proces sinteze lahkih jezgara, potrebno je to jezgro pribliziti na doseg djelovanja nuklearnih sila, savladavajuci njihovo elektrostaticko odbijanje. Pri tome je potrebno da jezgra prije reakcije imaju dovoljnu kineticku energiju. Prema tome proces nuklearne fuzije se moze ostvariti samo snaznim toplotnim kretanjem na visokoj temperaturi. Takvi procesi se odvijaju na Suncu i drugim zvijezdama.