Conţinut
Știința modernă a descoperit treptat faptul remarcabil că toată materia - în ciuda a nenumăratelor variații ale proprietăților fizice și chimice - este făcută dintr-un grup relativ limitat de unități de bază cunoscute sub numele de atomi. Acești atomi, la rândul lor, sunt pur și simplu diferite aranjamente a trei particule fundamentale: electroni, neutroni și protoni. Într-un anumit sens, protonul este particula subatomică definitorie, deoarece un atom este clasificat ca un element specific, bazat pe numărul său de protoni.
Un atom echilibrat
Protonii sunt localizați într-un nucleu de atomi, care este un miez compact în centrul atomului. Majoritatea nucleelor conțin și neutroni. Poate cea mai esențială caracteristică a unui proton este încărcătura electrică pozitivă. Această sarcină este egală ca mărime cu sarcina electrică negativă a electronului, ceea ce înseamnă că sarcina unui proton echilibrează sarcina unui electron. Neutronii nu au nicio sarcină electrică, astfel încât un atom are o încărcare neutră globală atâta timp cât numărul său de electroni este egal cu numărul protonilor săi.
Măsurători de protoni
Protonii au o masă minusculă, dar nulă. De fapt, protonii și neutronii formează cea mai mare parte a masei din univers - toată materia este compusă din atomi, iar masa atomilor este atribuită în principal protonilor și neutronilor. Masa unui proton este 1,67 x 10 ^ -27 kilograme; aceasta este foarte asemănătoare cu o masă de neutroni, dar mult mai mare decât o masă de electroni, care este de 9,11 x 10 ^ -31 kilograme. Un proton, deși aproape inconcepibil de mic, are și dimensiuni fizice măsurabile. Cercetările moderne indică faptul că un diametru al protonilor este de aproximativ 1,6 x 10 ^ -13 centimetri.
O forță mai puternică
Legea Coulombs prevede că sarcinile electrice cu polaritate opusă experimentează o forță atrăgătoare, iar sarcinile electrice cu aceeași polaritate experimentează o forță repulsivă. De asemenea, se afirmă că această forță este invers proporțională cu pătratul distanței care separă sarcinile de două puncte. Astfel, magnitudinea forței electrice între încărcările în două puncte crește spre infinit pe măsură ce sarcinile punctuale se apropie foarte mult unul de celălalt. Acest lucru înseamnă că protonii ambalați într-un nucleu de atomi experimentează o forță repulsivă enormă. Nucleul rămâne însă intact, din cauza a ceva numit forța puternică. Una dintre cele patru forțe fundamentale, forța puternică acționează asupra protonilor și neutronilor și este capabilă să le țină împreună, deoarece este mai puternică decât forța electrică dintre protoni.
Protoni donați
În conținutul fizicii, protonii sunt discutați în mod specific ca particule subatomice. Cu toate acestea, chimiștii folosesc termenii „proton” și „ion de hidrogen” oarecum interschimbabil. Atomii de hidrogen au un proton și un electron și majoritatea au zero neutroni. În consecință, când un atom de hidrogen își pierde electronul și devine un ion, tot ce rămâne este un singur proton. Acest fapt este un aspect important al chimiei, deoarece concentrația ionilor de hidrogen într-o soluție determină gradul de aciditate al soluțiilor. Cu alte cuvinte, ceea ce face ca o substanță să fie acidă este capacitatea sa de a dona protoni altor substanțe în timpul reacțiilor chimice.