原子番号が大きくなるにつれて中性子の数 ＞ 陽子の数となるのはなぜ

教えて下さい。
原子番号92のウラン-238など原子番号が大きい原子は常に中性子の数 ＞ 陽子の数となる理由はなぜですか？

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2019/11/05 20:54

原子番号が大きい原子ほどその原子核内にある「陽電荷」の総量が大きくなるわけで、そのクーロン斥力（静電力）は「距離の2乗に反比例」しますから、原子核の結合を維持させるためには核子間の距離を大きくしてクーロン斥力を緩和する必要があります。

そのために「陽子間」に「中性子」を多く挟み入れることで陽子間距離を大きくして、「核力（引力）」と「クーロン力（斥力）」をバランスさせているのでしょう。

それでも、自然界にウランよりも原子番号の大きな元素が存在しないということは、核力の大きさなり届く範囲がそこで限界になっているということなのでしょうね。

「静電力」や「核力 = 強い力」の本質的な根源が解明されていないので、「自然界はそうなっている」ということで理解するしかないのでしょう。

この回答へのお礼

中性子の数を多くなれば陽子間の距離が大きくなり、クーロン力（斥力）が弱くなるのですね。
よく分かりました。

ウランより原子番号の大きい元素はネプツニウム～オガネソンまで26元素ありますが、これらは全て加速器の中で生成された人工元素なのですか？

お礼日時：2019/11/05 22:08

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2019/11/06 09:44

No.2 です。

#3さん＞Np と Pu はウラン鉱で見付かってるはず.

そうですね。ウランに極めて低い確率で起こる（トンネル効果といわれている）「自発性核分裂」で飛び出した中性子やアルファ粒子が周囲のウラン238に吸収されて自然界でも Np や Pu がごく少量できるようです。

#3さん＞Tc も「天然に存在する」といえば存在する.

Tc （テクネチウム）は原子番号 43 ですから、「ウランより原子番号の大きい元素」（= 超ウラン元素）ではありませんね。

No.3 回答者： Tacosan 回答日時： 2019/11/05 23:08

Np と Pu はウラン鉱で見付かってるはず.

Tc も「天然に存在する」といえば存在する.

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2019/11/05 23:06

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞ウランより原子番号の大きい元素はネプツニウム～オガネソンまで26元素ありますが、これらは全て加速器の中で生成された人工元素なのですか？

はい、「加速器の中で」かどうかは知りませんが、いずれも人工元素です。