Каква е масата и зарядът на протоните?

Някога се е смятало, че атомите са най-малките градивни елементи на Вселената, докато не се откри, че дори те са изградени от собствени градивни елементи. Тези градивни елементи са протони, електрони и неутрони и с напредъка на науката е открито, че всеки от тях има свои уникални свойства.

Масата на отделен протон е 1,672621636 (83) í - 10 (-27) кг. Колективната маса на протоните в ядрото на атома е приблизително същата като масата на всички неутрони. От цялото тегло на атома, повече от 99 процента от масата се съдържа в ядрото; следователно почти половината от масата на атома се състои от протони. Масата на протон е приблизително 1860 пъти повече от масата на електрон.

Зарядът на протона е положителен заряд. Ядрото на атома се състои от положително заредените протони и отрицателно заредените неутрони. Положителният заряд, който се носи от протона, се нарича +1 елементарен заряд, точно обратното на отрицателния заряд, който се носи от един електрон. Нарича се елементарен заряд, защото теоретично е най-малкият възможен заряд. (Оттогава това е доказано погрешно с две изключения - кварк и квазичастица). Едно нещо, което никога не е било доказано погрешно, обаче е, че зарядът е константа. Независимо от обстоятелствата, включително неща като температура, налягане и дори време, елементарният заряд на протон няма да се промени.

Електрическият заряд в атома е измерен по редица различни методи, включително константите на Джоузефсън и фон Клицинг. Тези методи измерват ефектите, произведени от прилагането на дози напрежение и, в случая на последните, магнитни полета. Методът на Фарадей е начин за измерване на заряда на протона с помощта на електрически ток и измерване на количеството на заряда, който се предава през проводник. Първият експеримент от този тип включва анализ на сребърни отлагания, оставени след внимателно контролирана електрохимична реакция. Въпреки че измерването на константата на Фарадей е заменено с използването на кулона (международно прието обозначение за електрически заряд), константата на Фарадей все още се използва широко в областта на електрохимия.

Тъй като зарядът на протона е положителен, броят на протоните vs. електроните в атома е важно при определяне на заряда на атома. Има един атом, който има само един протон и няма неутрони: водород. Тъй като неутронът няма действителен електрически заряд, единственият заряд на водорода се доставя от единичния протон. Поради тази връзка понятието протон понякога се използва синонимно на термина водородни йони.

Промяната в заряда на атома може да направи атома нестабилен. Водородът е особено уязвим от тази промяна, наречена йонизация. След като атомът е йонизиран, той може да бъде ускорен от електронни или магнитни полета. Това е процес, който може да се използва в атомните електроцентрали, при производството на радиация на частици. По време на този процес положително зареденият протон остава назад и може да се превърне в опасност за живата тъкан. Процесът също протича естествено, но високо в атмосферата, където не представлява опасност за животинската, човешката и растителната тъкан.