Les atomes étaient autrefois considérés comme les plus petits éléments constitutifs de l'univers, jusqu'à ce qu'on découvre qu'ils étaient eux-mêmes construits avec leurs propres éléments constitutifs. Ces blocs de construction sont des protons, des électrons et des neutrons, et avec les progrès de la science, il a été découvert que chacun d'eux a également ses propres propriétés uniques.
Masse
La masse d'un proton individuel est de 1,672621636(83)í--10 (-27) kg. La masse collective des protons dans le noyau d'un atome est à peu près la même que la masse de tous les neutrons. De tout le poids d'un atome, plus de 99% de la masse est contenue dans le noyau; par conséquent, près de la moitié de la masse de l'atome est constituée de protons. La masse d'un proton est environ 1 860 fois supérieure à la masse d'un électron.
Charger
La charge du proton est une charge positive. Le noyau de l'atome est composé de protons chargés positivement et de neutrons chargés négativement. La charge positive portée par le proton est appelée charge élémentaire +1, l'exact opposé de la charge négative portée par un seul électron. On l'appelle une charge élémentaire car c'est théoriquement la plus petite charge possible. (Cela a depuis été prouvé faux à deux exceptions près - le quark et la quasiparticule). Une chose qui n'a jamais été prouvée fausse, cependant, est que la charge est une constante. Quelles que soient les circonstances, notamment la température, la pression et même le temps, la charge élémentaire d'un proton ne changera pas.
Charge de mesure
La charge électrique dans un atome a été mesurée par un certain nombre de méthodes différentes, notamment les constantes de Josephson et de vonKlitsing. Ces méthodes mesurent les effets produits par les applications de doses de tension et, dans le cas de ces dernières, de champs magnétiques. La méthode de Faraday est un moyen de mesurer la charge du proton à l'aide de courant électrique et de mesurer la quantité de charge qui passe à travers un fil. La première expérience de ce genre impliquait l'analyse des dépôts d'argent laissés après une réaction électrochimique soigneusement contrôlée. Bien que la mesure de la constante de Faraday ait été remplacée par l'utilisation du coulomb (le désignation acceptée pour une charge électrique), la constante de Faraday est encore largement utilisée dans le domaine de électrochimie.
Importance
Puisque la charge du proton est positive, le nombre de protons vs. électrons dans un atome est important pour déterminer la charge de l'atome. Il y a un atome qui n'a qu'un seul proton et aucun neutron: l'hydrogène. Comme un neutron n'a pas de charge électrique réelle, la seule charge d'hydrogène est fournie par le seul proton. En raison de cette association, le terme proton est parfois utilisé comme synonyme du terme ion hydrogène.
Considérations
Un changement dans la charge d'un atome peut rendre l'atome instable. L'hydrogène est particulièrement vulnérable à ce changement, appelé ionisation. Une fois qu'un atome a été ionisé, il peut être accéléré par des champs électroniques ou magnétiques. C'est un procédé qui peut être utilisé dans les centrales nucléaires, dans la production de rayonnement de particules. Au cours de ce processus, un proton chargé positivement est laissé pour compte et peut devenir un danger pour les tissus vivants. Le processus se produit également naturellement, mais à haute altitude dans l'atmosphère où il ne présente pas de danger pour les tissus animaux, humains et végétaux.
