Karakteristika ved en proton

Moderne videnskab opdagede efterhånden den bemærkelsesværdige kendsgerning, at alt betyder noget - på trods af utallige variationer i fysiske og kemiske egenskaber - er lavet af en relativt begrænset gruppe af basisenheder kendt som atomer. Disse atomer er til gengæld simpelthen forskellige arrangementer af tre grundlæggende partikler: elektroner, neutroner og protoner. I en vis forstand er protonen den definerende subatomære partikel, fordi et atom er klassificeret som et specifikt element baseret på dets antal protoner.

Protoner er placeret i et atoms kerne, som er en kompakt kerne i centrum af atomet. De fleste kerner indeholder også neutroner. Måske er den mest væsentlige egenskab ved en proton dens positive elektriske ladning. Denne ladning er i størrelse lig med den negative elektriske ladning af elektronen, hvilket betyder, at ladningen af ​​en proton afbalancerer ladningen af ​​en elektron. Neutroner har ingen elektrisk ladning, så et atom har en samlet neutral ladning, så længe dets antal elektroner er lig med antallet af protoner.

Protoner har en minimal men ikke-nul masse. Faktisk udgør protoner og neutroner størstedelen af ​​massen i universet - alt stof består af atomer, og atommassen tilskrives primært protoner og neutroner. Massen af ​​en proton er 1,67 x 10 ^ -27 kg; dette svarer meget til en neutronmasse, men langt større end en elektronmasse, som er 9,11 x 10 ^ -31 kg. En proton, selvom den næsten er ufattelig lille, har også målelig fysisk størrelse. Moderne undersøgelser viser, at en protons diameter er ca. 1,6 x 10 ^ -13 centimeter.

Coulombs lov siger, at elektriske ladninger med modsat polaritet oplever en tiltrækkende kraft, og elektriske ladninger med samme polaritet oplever en frastødende kraft. Det hedder også, at denne kraft er omvendt proportional med kvadratet for afstanden, der adskiller to punktladninger. Således øges størrelsen af ​​den elektriske kraft mellem to punktladninger mod uendelig, da punktladningerne kommer meget tæt på hinanden. Dette betyder, at protonerne, der er pakket ind i et atoms kerne, oplever en enorm frastødende kraft. Kernen forbliver dog intakt på grund af noget, der kaldes den stærke kraft. En af de fire grundlæggende kræfter, den stærke kraft, virker på protoner og neutroner og er i stand til at holde dem sammen, fordi den er stærkere end den elektriske kraft mellem protoner.

I forbindelse med fysik diskuteres protoner typisk specifikt som subatomære partikler. Kemikere bruger imidlertid udtrykkene "proton" og "hydrogenion" noget om hinanden. Brintatomer har en proton og en elektron, og de fleste har nul neutroner. Derfor, når et brintatom mister sin elektron og bliver en ion, er alt, der er tilbage, en enkelt proton. Denne kendsgerning er et vigtigt aspekt af kemien, fordi koncentrationen af ​​brintioner i en opløsning bestemmer opløsningens surhedsgrad. Med andre ord, hvad der gør et stof surt er dets evne til at donere protoner til andre stoffer under kemiske reaktioner.