Các nguyên tử hạt nhân là trung tâm của nguyên tử, với một lần sạc điện dương và trong đó nó nằm trong hầu hết khối lượng của nguyên tử. Nó được phát hiện bởi Ernest Ruthenford vào năm 1911. Sau khi phát hiện ra neutron vào năm 1932, mô hình hạt nhân nguyên tử đã nhanh chóng được phát triển bởi Dmitri Ivanenko và Werner Heisenberg.
Hầu như toàn bộ khối lượng của nguyên tử được tìm thấy trong hạt nhân, với sự đóng góp nhỏ của đám mây electron vì electron có trọng lượng nhỏ hơn so với neutron và proton. Các proton và neutron liên kết với nhau tạo thành hạt nhân nguyên tử nhờ lực hạt nhân.
Heisenberg, năm 1932, đề xuất rằng hạt nhân được tạo thành từ hai loại hạt: proton và neutron (gọi chung là nucleon). Các proton có điện tích dương e, bằng và ngược dấu với electron, và các nơtron trung hòa về điện. Nếu Z là số hiệu nguyên tử của một nguyên tố thì có Z electron trong lớp vỏ của nguyên tử đó và hạt nhân của nó có N nơtron, trong đó A = Z + N là số nucleon, còn được gọi là số khối.
- Số hiệu nguyên tử Z. Là số proton tạo nên hạt nhân của nguyên tử. Do đó, hydro (ký hiệu H), là nguyên tử được sử dụng trong phản ứng tổng hợp hạt nhân, có số Z = 1, vì nó chỉ có một proton trong hạt nhân của nó. Nguyên tố hóa học đơn giản nhất, đồng thời có nhiều nhất trong tự nhiên là hydro.
- Khối lượng nguyên tử A. Nó là tổng của các hạt proton và nơtron. Còn được gọi là số khối. Xét N: số nơtron trong nguyên tử, ta có:
A = Z + N.
- Trọng lượng nguyên tử. Đó là trọng lượng của nguyên tử, để tính toán nó, chúng ta phải lấy một đơn vị là phần mười hai trọng lượng của nguyên tử cacbon (C). Do đó, hydro nặng khoảng 1 và carbon 12.
- Đồng vị. Cùng một loại nguyên tử có thể có số nơtron khác nhau trong hạt nhân của nó. Mỗi giống được gọi là một đồng vị. Do đó, hydro có ba đồng vị khác nhau: đồng vị hydro, đồng vị đơteri và đồng vị triti. Hai cuối cùng này là những thứ được sử dụng trong phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Ngành khoa học chịu trách nhiệm nghiên cứu và hiểu biết về hạt nhân nguyên tử, bao gồm các lực liên kết nó và thành phần của nó là vật lý hạt nhân.
