1樓：申成
關鍵是你要知道為什麼原子中需要中子？中子在原子核中起什麼作用？如果給你說一大堆物理中的專業術語到最後還是丈二的和尚摸不著頭腦。
如果沒有中子那麼質子與質子之間是沒法結合的。但是過多的中子會引起核的不穩定。不穩定的核就會衰變。
2樓：歐陽閏水
通俗理解，不代表實際物理場景：
質子數量多，正電荷的斥力太大，強核力無法維護，電磁力的提供了額外的勢能，可讓質子變化為中子，額外的能量按弱核力轉化為正電子和中微子。
中子數量多，中子本身就會按弱核力自發衰變為質子，放出電子和中微子。
中子和質子數量相近，各種作用相互平衡。實際上從外部看，是無法區分質子和中子，他們一直在相互轉化。
3樓：黑祭司
我嘗試用比較通俗的思路說明這個問題。
可以把核勢想象成裝在乙個碗裡面的水。質子中子要想進入核內，必須先克服碗邊緣的勢壘。進入碗裡面之後，想要出來，還是要克服碗邊緣的勢壘，只不過比從碗外進入要稍微容易一點，取決於水位(核勢）的高度。
當核子越多，「水位」就會越高，滿了之後就會溢位，無法容納更多的穩定核子。
當然這只是非常粗略的乙個比喻，實際的情況要複雜得多。核子（質子、中子）要進入核內，主要是質子需要克服電磁勢壘，電磁勢壘的強度大概在MeV級別，例如氘核的電磁勢壘大約是0.78MeV。
從經典的角度來看，隨著核內電荷的增加，這個勢壘高度會增大。但是從量子的角度來看，就比較奇特了，勢壘高度並不會增加，但是進入核內的概率會變小。
中子由於不帶電，進入核內就不需要克服勢壘，只是中子很難擊中經典半徑很小的核，因此即使能量極低的慢中子，也會被核子吸收，只是概率極低。
我們可以想象，帶電的質子由於電磁斥力在核內是處於「核碗」的四周，這種情況很類似金屬導體內的電荷，它們會集中在導體表面；而中子則填充在「核碗」的中心內部。
這種時候有幾點必須明確：
1）帶電的質子互相交換位置，不需要克服勢壘，它們在核內是自由的，可以認為電磁斥力「消失」了。這種情況還是類似導體的情況，導體內電磁勢處處相同。
2）中子互相交換位置，也不需要克服勢壘。中子在核內的作用類似電介質，它能夠決定「核介電常數」（電容率）。
3）核表面的形狀對核的穩定性有一定關係，類似導體的尖端放電。
4）對核穩定性起主要作用的是核內質子與中子的數量比值。
對於要搞清楚第四點，正確的方法當然是計算核內弱相互作用勢的上限和下限，它應該由弱相互作用常數給出，這點我就不細說了。
我們可以粗略的把核的表面想象成乙個帶正電的質子織成的網狀表面，核內能夠裝下的中子數量是有限的。如果中子數太多，就會「擠爆」核子；如果中子數太少，「核介電常數」就會太低，核內無法容納更多的帶電質子。此外，帶電質子的自旋方向也會影響「網」的穩定性，單數質子數的網狀結構更容易形成缺陷。
這個核內質子數與中子數的穩定比值的上下限大約是多少呢？大約是1~1.5。
核內「水位」越高，越接近上限，「水位」越低，越接近下限。當核子數目越低，自旋對稱對核子的穩定性影響也越大。
你可能還會有乙個疑問，1個質子怎麼能形成網呢？嗯，這個其實還是要回到量子，1個質子只是經典的說法，量子的角度其實是量子雲啦。
4樓：
@小侯飛氘 用核液滴模型解釋了，我給乙個核殼層模型的解釋。核殼層模型雖然比液滴模型複雜，但處理這個問題時影象更簡單清晰。
首先，我們複習一下原子電子的殼層模型：
每個殼層有幾個不同能級，每個能級由分不同軌道，每個軌道只能容納自旋方向相反的兩個電子。下面是考慮了自旋-軌道耦合後的核殼層模型：
其中1s，1p等的含義和電子殼層模型類似，1s代表最低能級軌道角動量l為0的軌道。而 代表最低能級，軌道角動量l為1，自旋-軌道耦合後總角動量j為二分之一的軌道。
注意到出現了1d等以上的軌道，而且2s能級的能量在因為自旋-軌道耦合而劈裂的兩個1d能級之間，而對於原子電子自旋-軌道耦合引起的能級劈裂不會大到影響能級排序，這是核力和庫倫力不同的表現。
右邊的圓括號表示這一軌道能容納的核子數，方括號表示累計到這一軌道能容納的核子總數，最右邊的數字代表幻數——類似於原子中稀有氣體對應的原子序數。
這套能級圖對質子和中子分別有一套，同一能級的具體能量略有區別，但能級順序是一樣的。
現在回到題主的問題，為什麼「1個質子10個中子不穩定」。原子核核原子一樣有向能量最低態躍遷的傾向，1個質子10個中子的原子核，能級排布為：
質子：1s軌道有乙個。
中子：1s軌道2個， 軌道4個， 軌道2個， 軌道2個。
高能級軌道的中子有向低能級躍遷的趨勢，但是中子的低能級被填滿了，泡利不相容原理不允許怎麼辦？
沒問題，中子可以變成質子往質子的低能級軌道躍遷呀。
這裡有兩種過程，質子增加，質子間的庫倫排斥能增加，能量公升高 ；中子變為質子，能量降低 ，核子往低能級躍遷，能量降低 。
只由中子轉換為質子並向低能級躍遷引起的能量降低大於質子增加引起的能量提公升，即 ，就會自發發生中子到質子的轉化。直到能量最低態，而對不太重的核，這個態通常是質子數和中子數互相接近的。
下面說定性分析：
由於庫倫力是長程力，新增的每乙個質子增加的庫倫排斥能等於它和其他所有質子的庫倫排斥能之和，近似正比於質子數Z（這對應液滴模型中正比於質子數的那一項），但核力是短程力，新增乙個中子引起的能量提高只來自於它和附近幾個核子的相互作用。
對於比較輕的核，核子總數新增時，乙個中子附近的核子數也會增大，這時新增質子和新增中子引起的核能量的增加差不多，所以質子數和中子數近似相等。
而對於很重的Z較大的核，原有的中子附近已經充滿了核子，新增中子和大部分原有的中子並沒有核力相互作用，而新增的質子卻可以和原有的所有質子有庫倫相互作用，即新增乙個質子引起的能量提高遠大於新增乙個中子，所以重核有中子數大於質子數的趨勢。
參考：盧希庭主編的《原子核物理（修訂版）》
相對論中總能量包含勢能嗎？
波函式的連續性是量子力學的基本假設嗎？
5樓：雷奕安
相關領域叫原子核結構理論(nuclear structure)，是上世紀上半葉很熱的研究方向。
原子核結構有很多模型，液滴模型，殼模型，相互作用玻色子模型，等等。各種模型能解決很多問題，但是不能作為微觀原理理解。
首先是核力，即核子間相互作用力力，非常複雜，但一般認為中子與中子，質子與質子，中子與質子之間的相互作用是一樣，至少是非常接近的。早期有散射實驗證明。這馬上帶來乙個問題，為什麼只有乙個中子和乙個質子可以形成束縛態，而兩個中子和兩個質子就不行？
開始在理論上引進了乙個叫同位旋的自由度，來解決這個問題，但是很多模型根本不用同位旋。
單獨兩個中子，或兩個質子，不能形成束縛態，可以理解為，至少在原子核的環境裡，中子-中子和質子-質子間相互作用弱於中子-質子間相互作用。這裡的描述與散射實驗不同，但是散射實驗是非束縛的。特別是兩對中子質子之間的相互作用更強（中子-質子對，也就是氘核的每核子平均結合能只有0.
6 MeV左右，而氦核約為7 MeV）。
現在人工製造的最重原子核是118號原子，自然存在的是92號，即鈾。其實94號鈽也有痕量存在。有人猜想可能還存在質子數更多的穩定半穩定核區，個人認為應該沒有。
不同原子核的平均結合能曲線。可以看到，輕核中，He4，C12，O16，都是整數個阿爾法粒子，在各自附近每核子平均結合能最高，也就是最穩定。Be8特殊，它不穩定，穩定的鈹元素是鈹9。
核素圖。橫軸為中子數，縱軸為質子數。黑色的原子核是穩定的，不同顏色代表各種衰變模式。
EC是電子捕獲，β+是發射正電子，β-是貝塔衰變（發射電子），α是阿爾法衰變，P是質子逸出（滴線），N是中子逸出，SF是自發裂變。
6樓：
因為泡理不相容原理。全同粒子在乙個量子態上只能填乙個，所以兩個質子不可以同時佔據乙個量子態，但乙個質子和乙個中子就可以。由於在原子核中分立的量子態能量由低到高排布，結果就是質子和中子的數目越對稱，原子核的能量也就越低（忽略質子間的庫倫力），原子核也就越穩定。
而質子和中子的數目越不對稱的話，核子很快就要填充到能量很高的量子態，從而逃離束縛，也就不存在了。
為什麼大部分原子核中的質子數量比中子數量少？
境者無界 原子核中的重子也是分能級存在的，單重子結構重子在中心，只有自轉，所以能量較大，可以捕獲乙個電子，而多重子就不能在中心了，會在層級軌道上互繞，兩三個重子在同一軌道上互繞不穩定，最終會繞到一起，所以乙個能級軌道上至少要有四個重子。因要維持互繞，所以不能實現多乙個重子能多捕獲乙個電子，而是兩個以...
除氕以外原子核內中子和質子的數量之比可以算出上下限嗎？
阿瞞 我不是專業做原子核物理的，僅僅學過一些。首先可以看一下核素圖 就是質子數為橫座標，中子數為縱座標，將所有已知元素羅列起來的圖 目前在核素圖上已知元素的邊界尋找新的可能存在的元素仍是核物理的前沿領域之一，其中 幻數核 被認為是有更大的概率被人工製造出來 具有幻數或者雙幻數的原子核能級更低更穩定 ...
原子核中為什麼含有巨大的能量？
Alrcatraz 其他答主已經從質能方程等角度解釋了這個問題了，請允許我分享一下我剛剛想到的一種新的理解方法吧。初中科學課本就有提到四大基本力，也就是萬有引力，電磁力，強弱相互作用力 雖然大佬們還在試圖讓它們進一步統一，不過在這裡只是為了表明強弱相互作用力的存在，以及本人才疏學淺，就暫且不搞那麼嚴...