Atom mikroskopik tizim bo'lib, uning tuzilishi va xossalarini faqat 20-asrning 20-yillarida yaratilgan va hodisalarni atom miqyosida tasvirlashga mo'ljallangan kvant nazariyasi yordamida tushuntirish mumkin

Atom mikroskopik tizim bo'lib, uning tuzilishi va xossalarini faqat 20-asrning 20-yillarida yaratilgan va hodisalarni atom miqyosida tasvirlashga mo'ljallangan kvant nazariyasi yordamida tushuntirish mumkin. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, mikrozarralar - elektronlar, protonlar, atomlar va boshqalar korpuskulyarlardan tashqari, to'lqin xususiyatlari diffraksiya va interferentsiyada namoyon bo'ladi. Kvant nazariyasida mikro-ob'ektlarning holatini tasvirlash uchun to'lqin funksiyasi (r-funksiya) bilan tavsiflangan ma'lum bir to'lqin maydonidan foydalaniladi. Bu funktsiya mikroob'ektning mumkin bo'lgan holatlarining ehtimolini belgilaydi, ya'ni uning u yoki bu xususiyatlarining namoyon bo'lishining potentsial imkoniyatlarini tavsiflaydi. Bu funktsiyani topish imkonini beruvchi r funksiyaning fazo va vaqtdagi oʻzgarish qonuni (Shredinger tenglamasi) kvant nazariyasida klassik mexanikada Nyutonning harakat qonunlari kabi rol oʻynaydi. Shredinger tenglamasining yechimi ko'p hollarda tizimning diskret mumkin bo'lgan holatlariga olib keladi. Shunday qilib, masalan, atom misolida, qator to'lqin funktsiyalari turli (kvantlangan) energiya qiymatlariga mos keladigan elektronlar uchun. Kvant nazariyasi usullari bilan hisoblangan atomning energiya darajalari tizimi spektroskopiyada yorqin tasdig'ini oldi. Atomning eng past energiya darajasi ga mos keladigan asosiy holatdan har qanday qo'zg'aluvchan holatlarga o'tishi - energiyaning ma'lum bir qismi yutilganda sodir bo'ladi. Hayajonlangan atom odatda foton chiqishi bilan kamroq qo'zg'aluvchan yoki asosiy holatga o'tadi. Bunda foton energiyasi hv atomning ikki holatdagi energiyalari orasidagi farqga teng: bu yerda h Plank doimiysi ( ), v chastotasi. yorug'likdan.
Atom spektrlaridan tashqari, kvant nazariyasi atomlarning boshqa xossalarini tushuntirishga imkon berdi. Xususan, valentlik, tabiat kimyoviy bog'lanish va molekulalarning tuzilishi, elementlarning davriy sistemasi nazariyasi yaratildi.
Yadro o’lchami - yadroning mavjudlik sohasi yoki yadro kuchlarning ta’sir sferasidir. Yadroning o’lchami (radiusi) bo’lib, atom radiusidan marotabakichikdir.Yadro o’lchamini tajribada aniqlashning ko‘pginausullaribor. Masalan, elektron va neytronlarning atom yadrosidan sochilishiga ko‘ra, undan tashqari yadro radiusini «ko‘zgu» yadrolarga, protonlarning elektrostatik ta’sir energiyasini o‘rganish, μ -mezonlar rentgen nurlanishni o‘rganish va alfa radioaktiv yadrolarning yemirilish qonunini o‘rganish yo’li bilan ham aniqlash mumkin. Yuqorida sanab o‘tilgan usullar yadroviy kuchning o‘zaro ta’sir sohasini yoki elektromagnit o‘zaro ta’sir sohasini aniqlashga asoslangan. Turli usullar yadro taxminan shar shaklida ekanligi va aniq chegaraga ega ekanligini hamda radiusi
massa soniga bog’liq ravishda orttirib borishligini ko‘rsatadi. Bu yerda R₀ - doimiy kattalik. Uning qiymati yadro radiusini turli usullarda aniqlashga ko'ra,
ga teng
(1 Fermi =10^-13 sm).
Tez neytronlarning sochilishiga oid tajribalardan   α-parchalanish natijalaridan  , zaryadli zarralar ta’sirida bo’ladigan yadro reaksiyalari natijalariga ko‘ra  Yadroni shar shaklida deb qarab, ifodadan hajm birligidagi zarralar sonini topamiz. Yadro zichligi hajm birligidagi nuklonlar sonining massasi m_n ga ko‘paytmasiga teng. Ko‘rinib turibdiki, yadro hajm birligidagi nuklonlar soni, yadro zichligi, nuklonlar orasidagi masofa ham o‘zgarmas, yadro turiga bog’liq emas. Demak, yadro nuklon lari orasidagi masofa barcha yadrolar uchun o‘zgarmas ekan, yadro siqilmaydi, massa soni ortishi bilan hajmi otrib boradi. Yadro kuchlari qisqa masofada katta kuch bilan ta’sir etadi.
Bog’lanish energiyasiYadro bog’lanish kuchlari tufayli A nuklondan, ya’ni Z proton va neytrondan tashkil topgan sistemadan iborat. Agar yadroni uni tashkil qiluvchi nuklonlarga ajratmoqchi bo’lsak, bog’lanish kuchining ta’siriga qarshi ish bajarish kerak. Bu ishning kattaligi bog’lanish energiyasi yoki yadro barqarorligining o’lchamidir. Bog’lanish energiyasi deb, nuklonlarga kinetik energiya bermasdan nuklonlar orasidagi bog’lanishni (o‘zaro aloqani) uzish uchun kerak bo’lgan energiyaga aytiladi. Bu energiyani yadrodagi nuklonlaming o‘zaro ta’sir (yadro kuchlar) qonuniyati hozircha noma’lum bo’lsa ham, energiyaning saqlanish qonuni va nisbiylik nazariyasining massa bilan energiya orasidagi bog’lanish ifodasi
dan foydalanib topish mumkin.
Agar yadroning massasi — M(A, Z)ni, uni tashkil qilgan nuklonlar massa soniga to‘g‘ri keluvchi massalari yig’indisiga solishtirsak, birinchi massa ikkinchisidan biroz Δ m ga kichik ekanligini ko‘ramiz. Bu massalaming farqi massa defekti deb ataladi. Massa defektiga to‘g‘ri keluvchi energiya nuklonlarni birlashtirib, yadro hosil qilishga mos keluvchi energiyani, ya’ni bog’lanish energiyasini ifodalaydi. Hozirgi vaqtda yadro massasini yuqori aniqlikda o’lchashlik defekt massani, ya’ni yadro bog’lanish energiyasini katta aniqlikda hisoblash imkoniyatini yaratdi. Bog’lanish energiyasi formulasini neytral atomlar massalari orqali ifodalash qulaydir, chunki odatda jadvallarda atom massalari keltiriladi. Buning uchun proton massasi shu yadro atomining massasi bilan almashtiriladi va atomdagi tegishli elektronlaming massasi hisobga olinadi: Yadro bog’lanish energiyasining bitta nuklongato‘g‘ri keluvchi qiymati solishtirma bog’lanish energiyasi deb ataladi:
Yadroning mustahkamligini xarakterlashda bog’lanish energiyasidan tashqari zichlashish koeffitsienti ishlatiladi. Har bir nuklonga to‘g‘ri keluvchi defekt massaga zichlashish (upakovka) koeffitsienti deb ataladi