Alguna vez se pensó que los átomos eran los bloques de construcción más pequeños del universo, hasta que se descubrió que incluso ellos estaban construidos con sus propios bloques de construcción. Esos bloques de construcción son protones, electrones y neutrones, y con el avance de la ciencia se ha descubierto que cada uno de ellos también tiene sus propias propiedades únicas.
Masa
La masa de un protón individual es 1.672621636 (83) í - 10 (-27) kg. La masa colectiva de los protones en el núcleo de un átomo es aproximadamente la misma que la masa de todos los neutrones. De todo el peso de un átomo, más del 99 por ciento de la masa está contenida en el núcleo; por lo tanto, casi la mitad de la masa del átomo está formada por protones. La masa de un protón es aproximadamente 1.860 veces mayor que la masa de un electrón.
Cargo
La carga del protón es una carga positiva. El núcleo del átomo está formado por protones cargados positivamente y neutrones cargados negativamente. La carga positiva que transporta el protón se llama carga elemental +1, exactamente lo opuesto a la carga negativa que transporta un solo electrón. Se llama carga elemental porque teóricamente es la carga más pequeña posible. (Desde entonces se ha demostrado que esto es incorrecto con dos excepciones: el quark y la cuasipartícula). Sin embargo, una cosa que nunca se ha demostrado que sea incorrecta es que la carga es una constante. Independientemente de las circunstancias, incluidas cosas como la temperatura, la presión e incluso el tiempo, la carga elemental de un protón no cambiará.
Carga de medición
La carga eléctrica en un átomo se ha medido mediante varios métodos diferentes, incluidas las constantes de Josephson y vonKlitsing. Estos métodos miden los efectos producidos por la aplicación de dosis de voltaje y, en el caso de estos últimos, campos magnéticos. El método de Faraday es una forma de medir la carga del protón utilizando corriente eléctrica y medir la cantidad de carga que pasa a través de un cable. El primer experimento de este tipo implicó el análisis de los depósitos de plata que quedaron tras una reacción electroquímica cuidadosamente controlada. Aunque la medición de la constante de Faraday ha sido reemplazada por el uso del coulomb (el método internacional designación aceptada para una carga eléctrica), la constante de Faraday todavía se utiliza ampliamente en el campo de electroquímica.
Significado
Dado que la carga del protón es positiva, el número de protones vs. electrones en un átomo es importante para determinar la carga del átomo. Hay un átomo que tiene un solo protón y no tiene neutrones: el hidrógeno. Como un neutrón no tiene carga eléctrica real, la única carga de hidrógeno es suministrada por un solo protón. Debido a esta asociación, el término protón a veces se usa como sinónimo del término ión hidrógeno.
Consideraciones
Un cambio en la carga de un átomo puede hacer que el átomo sea inestable. El hidrógeno es particularmente vulnerable a este cambio, llamado ionización. Una vez que un átomo ha sido ionizado, puede acelerarse mediante campos electrónicos o magnéticos. Este es un proceso que se puede utilizar en plantas de energía nuclear, en la producción de radiación de partículas. Durante este proceso, un protón cargado positivamente se queda atrás y puede convertirse en un peligro para los tejidos vivos. El proceso también se produce de forma natural, pero alta en la atmósfera, donde no presenta peligro para los tejidos animales, humanos y vegetales.