Innhold
Moderne vitenskap oppdaget gradvis det bemerkelsesverdige faktum at all materie - til tross for utallige variasjoner i fysiske og kjemiske egenskaper - er laget av en relativt begrenset gruppe basiseenheter kjent som atomer. Disse atomene er på sin side ganske enkelt forskjellige arrangementer av tre grunnleggende partikler: elektroner, nøytroner og protoner. I en viss forstand er protonet den definerende subatomære partikkelen fordi et atom er klassifisert som et spesifikt element basert på antall protoner.
Et balansert atom
Protoner er lokalisert i en atomkjerne, som er en kompakt kjerne i sentrum av atomet. De fleste kjerner inneholder også nøytroner. Det kanskje viktigste elementet ved en proton er den positive elektriske ladningen. Denne ladningen er lik størrelsen på elektronens negative elektriske ladning, noe som betyr at ladningen til ett proton balanserer ladningen til ett elektron. Nøytroner har ingen elektrisk ladning, så et atom har en generell nøytral ladning så lenge antallet elektroner er lik antall protoner.
Protonmålinger
Protoner har en mindre, men ennå ikke-masse masse. Faktisk danner protoner og nøytroner det meste av massen i universet - all materie er sammensatt av atomer, og massen av atomer kan primært henføres til protoner og nøytroner. Massen til ett proton er 1,67 x 10 ^ -27 kilo; dette ligner veldig på en nøytronmasse, men langt større enn en elektronmasse, som er 9,11 x 10 ^ -31 kilogram. Et proton, selv om det er nesten utenkelig lite, har også målbar fysisk størrelse. Moderne forskning indikerer at en protons diameter er omtrent 1,6 x 10 ^ -13 centimeter.
En sterkere styrke
Coulombs lov sier at elektriske ladninger med motsatt polaritet opplever en attraktiv kraft, og elektriske ladninger med samme polaritet opplever en frastøtende kraft. Den sier også at denne kraften er omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden som skiller to punktladninger. Dermed øker størrelsen på den elektriske kraften mellom to punktladninger mot uendelig ettersom punktladningene kommer veldig nær hverandre. Dette betyr at protonene pakket i en atomkjerne opplever en enorm frastøtende kraft. Kjernen forblir imidlertid intakt på grunn av noe som kalles den sterke kraften. En av de fire grunnleggende kreftene, den sterke styrken virker på protoner og nøytroner og er i stand til å holde dem sammen fordi den er sterkere enn den elektriske kraften mellom protoner.
Donerte protoner
I fysikkens tilstand er protoner typisk omtalt som subatomære partikler. Kjemikere bruker imidlertid begrepene "proton" og "hydrogenion" noe om hverandre. Hydrogenatomer har ett proton og ett elektron, og de fleste har null nøytroner. Følgelig, når et hydrogenatom mister elektronet og blir et ion, er det eneste som gjenstår, et enkelt proton. Dette faktum er et viktig aspekt av kjemi fordi konsentrasjonen av hydrogenioner i en løsning bestemmer løsningsgraden av surhet. Det som gjør et stoff surt er med andre ord dens evne til å donere protoner til andre stoffer under kjemiske reaksjoner.