构建原子核模型，需要解决两方面问题，一是原子核的整体结构，二是核子的排布规律。

　　（一）按照形态场假说构建的原子核模型，具有以下结构特征：

　　（1）除氢（H）、氦（He）、锂（Li）三种元素的原子核为单层平面结构以外，当原子序数Z≥4时，即从铍（Be）元素开始，原子核呈双层圆盘状结构。同层核子之间通过质量场（M场）作用结合在一起，上下层核子之间通过电场（Q场）作用联接在一起。

　　（2）在原子核内，中子蜕变为质子和动态电子；因此，可以认为，原子核是由质子和动态电子组成的，中子数即为动态电子数。

　　（3）在层状原子核平面内，动态电子按逆时针方向以螺旋轨迹与质子结合组成中子；与此同时，质子内的一个电子在质量场旋转的切线方向上分离出去，转为动态电子，进入螺旋循环轨道。动态电子把相关质子联接在一起，构成了原子核的壳层。

　　（二）关于原子核内质子和动态电子排布规律的探讨。

　　实验分析发现，含中子数或质子数为2、8、20、28、50、82以及中子数为126的原子核特别稳定，在自然界中的含量也比相邻的核素丰富。上述这些数值，人们称之为幻数。例如，Z >32并为偶数的稳定核素中，同位素的丰度一般都不大可能超过50%，但是三种属于幻数核的核素的丰度却都在70%以上。自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应。当原子核中质子和中子数都为幻数时，这样的情况称为双幻数。例如，自然界存在质子数82、中子数126的铅同位素Pb，就具有双幻数，显得异常稳定。[3] 

　　幻数的存在很容易让人们联想到原子的壳层，当原子序数等于2、10、18、36、54…时，元素表现出了特别的稳定性。1949年，德国核物理学家迈耶和延森等人用轨道和自旋相互作用来解释这种现象，并建立了“壳层模型”，他们由此而获得1963年诺贝尔奖。

　　形态场原子核模型认为，幻数是原子核壳层结构的反映，它表示壳层中的质子数和动态电子数的配比在标准范围内，核子间的结合能达到极值。如若壳层内的质子数和动态电子数大于或小于幻数，核子间的结合能将相应减弱，原子核的稳定性就会遭到破坏，进而引发原子核衰变。

　　原子核就像一座双层建筑物，核子在构建原子核的过程中，遵循以下规则：

　　（1）所有核子一分为二，平均分配到原子核上下层中。具体地说，当质子数为偶数时，所有质子将平均分配到Ｃ1、Ｃ2核层中；当质子数为奇数时，只允许其中一个核层多出一个质子，不存在多出两个或两个以上质子的情形。需要说明的是，此时的中子应视为一个质子和一个动态电子，应把中子数计入质子数之中，无需单独考虑中子的均衡分配问题。

　　（2）在多核子层状原子核平面内，按动态电子的运动轨迹，把质子分成若干个组别：n1、n2、n3……，同一组别的质子分布在等半径圆周上，如图所示。每一等半径圆周上的质子加上一组动态电子，构成了层状原子核的一个壳层，分别称为n1层、n2层、n3层……。一组动态电子只能环绕一个组别的质子运动，不能跨越轨道半径与径向方向其他组别的质子发生作用。

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　　（3）同一组别的质子之间，其质量场作用强度大于相邻组别质子之间质量场作用强度。换个角度讲，在同一组别内，质子加上动态电子属于“中子——质子（n—p）”组合作用关系；而相邻组别则属于“质子——质子(p—p)”组合作用关系；二者存在着差别，n—p组合作用强度大于p—p组合作用强度。根据原子核的平均结合能推理，原子核壳层结构的能级由里到外逐渐减小，n1层能级最高，n2、n3……等递次减弱，与原子能级的分布状况正好相反。

　　（4）核子充填壳层遵循由里到外的原则，并以偶数充填，在最外层轨道，允许奇数核子存在。与原子的核外电子壳层充填不同的是，原子核是由高能级向低能级轨道充填。同时，为了确保原子核的稳定性，在任何情况下，外壳层中的核子数都必须大于内核层核子数，不能出现外壳层核子数小于或等于内核层核子数的情形，这是核结构力（M场作用力）的基本特征，又称原子核的自我封闭原则。

     遵循上述规则，核子构建了原子核的壳层结构。现以元素周期表中具有代表性的元素为例，对原子核的　　壳层结构简述如下：

　　（1）氢元素有三种同位素，1₁H原子核为一个质子，单一结构：C=0，n=0。（C表示原子核的核层，n表示原子核的壳层）

　　2₁H原子核由一个质子和一个中子组成，或者说由两个质子和一个动态电子组成，为单层线性结构：C=1，n=0。两质子相互环绕旋转运动，如图所示：

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　　³₁H，原子核由一个质子和2个中子组成，或者说由3个质子和2个动态电子组成，为单层环状结构：C=1，n=1。由于质子与动态电子的标准配比是2:1，而31H质子与动态电子数之比为3:2，电子数偏大，因而³₁H将发生衰变，释放出一个电子。反应式为：

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　　（2）氦原子⁴₂He，原子核由2个质子和2个中子组成，或者说由4个质子和2个动态电子组成，为单层环状结构：C=1，n=1。质子与动态电子的配比为2:1，属于标准配比，具有较高的稳定性，一般常作为原子核内层基础结构。

　　（3）锂元素⁶₃Li，原子核由3个质子和3个中子组成，或者说由6个质子和3个动态电子组成。从理论上讲，Li原子核的构成有两种可能性：一是双层结构，在C1层有3个质子和一个动态电子，在C2层有3个质子和2个动态电子。如此一来，C1层相当于³₁H核，是不稳定的，具有放射性，与实际情况不符。二是单层结构，n=2，n1层分配两个质子和一个电子，相当于²₁H结构；n2层分配4个质子和两个电子，相当于⁴₂He结构；两种组合质电比为2:1，原子核具有较高的稳定性，与锂元素⁶₃Li性质相符。这也是确定⁶₃Li核为单层结构的原因。

　　天然锂元素共有7种同位素，除⁶₃Li外，⁷₃Li也是稳定的。根据⁶₃Li结构推断，⁷₃Li也是单层结构，与⁶₃Li区别之处是，n2层分配5个质子和3个电子；按质电比推测，⁷₃Li稳定性弱于⁶₃Li。其他5种同位素，由于质电比偏离标准值，核的稳定性进一步减弱，因而具有放射性。

　　（4）从铍元素（Be）开始，原子核分为上下两层。⁹₄Be核结构式表示如下：

　　C1：n₁（2/4）；

　　C2：n₁（3/5）。

　　列式说明：壳层n后面括号内的数字——分母表示该壳层所包含的核子数，用A表示，A=Z+N；分子为动态电子数，用e表示。

　　（5）硼元素（B），有两种同位素¹⁰₅B和¹¹₅B。

　　¹⁰₅B核的结构式为：

　　C1：n₁（2/5）；

　　C2：n₁（3/5）。

　　¹¹₅B的结构式为：

　　C1：n₁（3/5）；

　　C2：n₁（1/2），n2（2/4）。

　　（6）碳元素（C），有3种同位素：¹²₆C、¹³₆C、¹⁴₆C。

　　¹²₆C核结构式为：

　　C1=C2：n₁（1/2），n₁（2/4）；

　　¹³₆C核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（2/4）；

　　C2：n₁（1/2），n₂（3/5）。

　　¹⁴₆C核结构式为：

　　C1=C2：n₁（1/2），n₂（3/5）。

　　（7）氮元素（N），有2种天然同位素：¹⁴₇N、¹⁵₇N。

　　¹⁴₇N核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（2/5）；

　　C2：n₁（1/2），n₂（3/5）。

　　¹⁵₇N核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（3/5）；

　　C1：n₁（1/2），n₂（3/6）。

　　（8）氧元素（O），Z=8为幻数，有3种稳定的同位素：¹⁶₈O、¹⁷₈O、¹⁸₈O。

　　¹⁶₈O核结构式为：

　　C1=C2：n₁（1/2），n₂（3/6）。

　　¹⁷₈O核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（3/6）；

　　C2：n₁（2/4），n₂（3/5）。

　　¹⁸₈O核结构式为：

　　C1=C2: n₁（2/4），n₂（3/5）。

　　（9）钙元素（Ca），Z=20为幻数，有3种稳定的同位素：⁴⁰₂₀Ca、⁴¹₂₀Ca、⁴³₂₀Ca。

　　⁴⁰₂₀Ca核结构式为：

　　C1=C2：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/8）。

　　⁴¹₂₀Ca核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/8）；

　　C2：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/9）。

　　⁴³₂₀Ca核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/9）；

　　C2：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/10）。

　　（10）镍元素（Ni），Z=28为幻数，有2种稳定的同位素：⁶⁰₂₈Ni、⁶³₂₈Ni。

　　⁶⁰₂₈Ni核结构式为：

　　C1=C2：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/8），n₅（6/10）。

　　⁶³₂₈Ni核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/8），n₅（7/11）；

　　C2：n1（1/2），n2（2/4），n3（3/6），n4（5/8），n5（7/12）。

　　（11）锡元素（Sn），Z=50为幻数，有2种稳定的同位素：¹²⁰₅₀Sn、¹²¹₅₀Sn 。

　　¹²⁰₅₀Sn核结构式为：

　　C1=C2：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/8），n₅（5/10），n₆（7+2）/14，n₇（8+3）/16。

　　¹²¹₅₀Sn核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/8），n₅（5/10），n₆（7+2）/14，n₇（8+3）/16。

　　C2：n₁（1/2），n₂（2/4），n₃（3/6），n₄（4/8），n₅（5+1）/10，n₆（7+2）/14，n₇（8+3）/17。

　　（12）铅元素（Pb），Z=82为幻数，有四种稳定的同位素：²⁰⁴₈₂Pb 、²⁰⁶₈₂Pb、²⁰⁷₈₂Pb、²⁰⁸₈₂Pb。后三种是铀和钍经过一系列裂变后的最终产物。只有20482Pb是自然存在的、非衰变产物。

　　现以²⁰⁴₈₂Pb为例，单层核子数A=204/2=102，动态电子数e=(204-82)/2=61；核结构式简列如下：

　　C1=C2：n₁（1/2），n₂（2/4)，n₃（3/6），n₄（5/10），n₅（6/12），n₆（7+1）/14，n₇（8+2）/16，n₈（9+3）/18，n₉（10+4)/20。

　　（13）铀元素（U），有3种天然同位素：²³⁸₉₂U 、²³⁵₉₂U 以及极微量的²³⁴₉₂U 。其中：²³⁵₉₂U 是惟一天然可裂变核素，U-238是制取核燃料钚的原料。所有铀同位素皆不稳定，都具有微弱的放射性。

　　²³⁸₉₂U核双层结构C1=C2，单层核子数A=238/2=119，动态电子数e=(238-92)/2=73；核结构式为：

　　n₁（1/2），n₂（2/4)，n₃（3/6），n₄（4/8），n₅（5/10），n₆（7/14），n₇（8+2）/16，n₈　　（9+3）/18，n₉（10+4)/20，n₁₁（11+4)/21；

　　²³⁵₉₂U核C1层核子数A=（235-1）/2=117，动态电子数e=(235-1-92)/2=71；C2层核子数A=235-117=118，动态电子数e=235-92-71=72；核核结构式为：

　　C1：n₁（1/2），n₂（2/4)，n₃（3/6），n₄（5/10），n₅（7/14），n₆（8/16），n₇（10+3）/20，n₈（11+4）/22，n₉（12+5)/23；

C2：n₁（1/2），n₂（2/4)，n₃（3/6），n₄（5/10），n₅（7/14），n₆（8+1)/16，n₇（10+3）/20，n₈（11+4）/22，n₉（12+5)/24。

　　比较²³⁵₉₂U与²³⁸₉₂U核结构式，可以发现，²³⁵₉₂U核在n₆与n₇之间n=18处出现一个断层，意味着n₆与n₇壳层结合处相对薄弱。如果受到外来粒子的冲击作用，很容易发生分裂，因而，²³⁵₉₂U核是一种天然的可裂变核素。

　　²³⁵₉₂U核裂变方程：

　　（1）²³⁵₉₁U+n→²³⁶₉₂U→¹⁴⁰₅₄Xe+⁹⁴₃₈Sr+2n

　　（2）²³⁵₉₂U+n→²³⁶₉₂U→¹⁴⁴₅₆Ba+⁸⁹₃₆Kr+3n

　　可见，通过分析原子壳层结构，推算出壳层内填充的质子和动态电子数量，即可对原子核的基本性质做出判断。