Modern vetenskap upptäckte gradvis det anmärkningsvärda faktum att all materia - trots otaliga variationer i fysikaliska och kemiska egenskaper - är gjord av en relativt begränsad grupp av basenheter som kallas atomer. Dessa atomer är i sin tur helt enkelt olika arrangemang av tre grundläggande partiklar: elektroner, neutroner och protoner. I viss mening, är protonen den definierande subatomära partikel eftersom en atom är klassad som en särskild del baserat på dess antal protoner.
A Balanced Atom
Protoner är belägna i en atoms kärna , som är en kompakt kärna i atomens centrum. De flesta kärnor innehåller också neutroner. Kanske är den viktigaste egenskapen hos en proton den positiva elektriska laddningen. Denna laddning är lika i storlek med den negativa elektriska laddningen hos elektron, vilket innebär att laddningen av en proton balanserar ut laddningen hos en elektron. Neutroner har ingen elektrisk laddning, så en atom har en total neutral laddning så länge som dess antal elektroner är lika med dess antal protoner.
Proton Mätningar
Protoner har en minimal ännu skilt från noll massa . I själva verket, protoner och neutroner bildar större delen av massan i universum - all materia består av atomer, och massan av atomer är främst hänförlig till protoner och neutroner. Massan av ett proton är 1,67 x 10 ^ -27 kg; detta liknar mycket en neutrons massa men mycket större än en elektronmassa, vilket är 9,11 x 10 ^ -31 kg. En proton, även om det är nästan otänkbart liten, har också en mätbar fysisk storlek. Modern forskning visar att en proton diameter är ca 1,6 x 10 ^ -13 centimeter.
Ett starkare Force
Coulombs lag anger att elektriska laddningar med motsatt polaritet erfarenhet en attraktionskraft, och elektriska laddningar med Samma polaritet upplever en repulsiv kraft. Det står också att denna kraft är omvänd proportionell mot kvadraten av avståndet som separerar tvåpunktsavgifter. Således ökar magneten hos den elektriska kraften mellan två punktladdningar mot oändligheten, eftersom punktavgifterna kommer mycket nära varandra. Det betyder att protonerna som är förpackade i en atoms kärna upplever en enorm motståndskraft. Kärnan förblir intakt, dock på grund av något som kallas den starka kraften. En av de fyra grundläggande krafterna, den starka kraften verkar på protoner och neutroner och kan hålla dem ihop eftersom det är starkare än den elektriska kraften mellan protoner.
Donerade protoner
I sammanhanget av fysik diskuteras protoner specifikt specifikt som subatomiska partiklar. Kemister använder emellertid termen "proton" och "vätejon" något utbytbart. Väteatomer har en proton och en elektron, och de flesta har noll neutroner. Följaktligen, när en väteatom förlorar sin elektron och blir en jon, är allt som återstår en enda proton. Detta faktum är en viktig aspekt av kemi eftersom koncentrationen av vätejoner i en lösning bestämmer lösningens graden av surhet. Med andra ord, vad som gör ett ämne surt är dess förmåga att donera protoner till andra ämnen under kemiska reaktioner.
