Radioaktivität:-

Beim Rutherford´schen Kern-Hülle-Modell spielen elektrische Wechselwirkungskräfte eine große Rolle. Die Hülle mit den negativ geladenen Elektronen wird vom positiv geladenen Kern angezogen, weswegen die Elektronen auf stabilen Bahnen um den Kern bleiben. Allerdings müßten sich dann eigentlich die Protonen gegenseitig abstoßen.
Für die elektrischen Kräfte zwischen zwei Ladungen Q1 und Q2 gilt das Coulombsche Gesetz:
F = k * [Q1 * Q2] / r²
F ... Kraft zwischen den Ladungen, k ... Proportionalitätsfaktor, r ... Abstand der
Ladungen
Da der Abstand zwischen den Protonen 104 - 105 mal kleiner als der Abstand zwischen dem Kern und den Hüllenelektronen ist, muß die abstoßende Kraft zwischen den Protonen (104)² bis (105)², also etwa 1 Milliarde mal größer sein als die anziehende Kraft zwischen Kern und Hülle. Die Atomkerne würden also zerfallen, würden sie nicht von der starken Kernbindungskraft zusammengehalten. Diese Kraft ist nur zwischen benachbarten Kernteilchen wirksam und überwiegt die Protonenabstoßung deutlich. Deshalb enthalten alle Kerne außer Wasserstoff (nur 1 Proton !) Neutronen. Allerdings kann die Neutronenanzahl nicht beliebig groß werden.
Ein freies Neutron zerfällt in ein Proton und ein Elektron, deshalb gibt es nur eine beschränkte Zahl stabiler Nuklide. Ein Kern mit zuwenigen Neutronen zerfällt ebenso wie einer mit zuvielen, bei dem dann die Kernneutronen zerfallen. Deshalb sind ab Z = 84 keine stabilen Nuklide mehr möglich (allerdings existieren auch von Tc [43] und Pm [61], aus anderen Gründen, keine stabilen Nuklide).
Es gibt 3 Arten radioaktiver Strahlung: -, - und -Strahlung. Schwere Kerne mit Neutronenmangel sind häufig -Strahler. Dabei zerfällt der Kern in einen 4He2+-Kern, der mit 6% der Lichtgeschwindigkeit emittiert wird, und den Restkern. Dieses -Teilchen ionisiert Atome und wird durch Einfang von zwei Elektronen zu einem Helium-Atom. Der Restkern gibt dann seine zwei überschüssigen Elektronen an die ionisierten Atome ab. Kerne mit Neutronenüberschuß sind -Strahler. Dabei zerfällt im Kern ein Neutron in ein Proton und ein Elektron, das mit 96% der Lichtgeschwindigkeit emittiert wird. Auch die -Teilchen ionisieren Atome. -Strahlung sind elektromagnetische Wellen sehr hoher Frequenz und werden auch Röntgenstrahlen genannt. Sie breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus (als masselose Teilchen können sie das) und werden in Form eines -Quants aus Atomkernen emittiert. -Strahlung tritt häufig als Begleitstrahlung zu - oder -Strahlung auf. Es gibt noch weitere Arten des radioaktiven Zerfalls, die aber auf der Erde keine Rolle spielen.
Die Halbwertszeit gibt die Zeit an, in der sich die Hälfte der ursprünglich vorhandenen Atome eines Radionuklids umwandelt, parallel dazu sinkt auch die Strahlung auf die Hälfte. Aus der Halbwertszeit lassen sich Rückschlüsse auf das Alter eines Gegenstands ziehen, worauf unter anderem die C14-Methode basiert.