Wanneer een proton aan de kern van een germaniumatoom wordt toegevoegd, neemt het atoomnummer van het atoom met één toe, waardoor het element verandert van germanium (atoomnummer 32) in arseen (atoomnummer 33). Dit proces staat bekend als nucleaire transmutatie.

Dit is wat er gebeurt als een proton wordt toegevoegd aan de capsule van een germaniumkern:

1. Proton-neutronenverhouding:De toevoeging van een proton verhoogt het aantal protonen in de kern met één. Dit verstoort de balans tussen protonen en neutronen, die in het oorspronkelijke germaniumatoom gelijk waren.

2. Nucleaire stabiliteit:Het verhoogde aantal protonen maakt de kern minder stabiel omdat de elektrostatische afstoting tussen positief geladen protonen sterker wordt. Om de stabiliteit te herstellen ondergaat de kern veranderingen om een ​​gunstiger proton-neutronenverhouding te bereiken.

3. Bètaverval:Eén manier om stabiliteit te bereiken is door bètaverval. Bij dit proces wordt een neutron in de kern omgezet in een proton, een elektron (bètadeeltje) en een antineutrino. Het uitgezonden elektron wordt uit de kern geworpen en het proton blijft achter, waardoor het atoomnummer met één toeneemt.

4. Vorming van arseen:Als gevolg van bètaverval verandert de germaniumkern met een toegevoegd proton in een arseenkern. Arseen heeft een atoomnummer van 33, één proton meer dan germanium. Het tijdens bètaverval uitgezonden elektron komt vrij uit de kern en wordt onderdeel van de elektronenwolk rond het arseenatoom.

5. Elektronenconfiguratie:De toevoeging van een proton verandert de elektronenconfiguratie van het atoom. Het nieuwe arseenatoom heeft één elektron meer dan germanium, dat het buitenste energieniveau inneemt. Deze verandering in de elektronenconfiguratie verandert de chemische eigenschappen van het atoom, waardoor het meer lijkt op andere elementen in Groep 15 (pnictogenen) van het periodiek systeem.

Samenvattend:wanneer een proton wordt toegevoegd aan de kern van een germaniumatoom, ondergaat het bèta-verval om een ​​arseenkern te vormen met een verhoogd atoomnummer. Dit proces verandert de proton-neutronenverhouding, wat leidt tot nucleaire instabiliteit die wordt opgelost door bèta-verval, waardoor het germaniumatoom uiteindelijk in een arseenatoom wordt omgezet.