एक प्रोटॉन के लक्षण

आधुनिक विज्ञान ने धीरे-धीरे इस उल्लेखनीय तथ्य की खोज की कि सभी पदार्थ - अनगिनत विविधताओं के बावजूद भौतिक और रासायनिक गुणों में - बुनियादी इकाइयों के अपेक्षाकृत सीमित समूह से बना है जिसे के रूप में जाना जाता है परमाणु। बदले में, ये परमाणु तीन मूलभूत कणों की अलग-अलग व्यवस्थाएं हैं: इलेक्ट्रॉन, न्यूट्रॉन और प्रोटॉन। एक निश्चित अर्थ में, प्रोटॉन परिभाषित उप-परमाणु कण है क्योंकि एक परमाणु को प्रोटॉन की संख्या के आधार पर एक विशिष्ट तत्व के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

प्रोटॉन एक परमाणु के नाभिक में स्थित होते हैं, जो परमाणु के केंद्र में एक कॉम्पैक्ट कोर होता है। अधिकांश नाभिकों में न्यूट्रॉन भी होते हैं। शायद एक प्रोटॉन की सबसे आवश्यक विशेषता उसका धनात्मक विद्युत आवेश है। यह आवेश इलेक्ट्रॉन के ऋणात्मक विद्युत आवेश के परिमाण के बराबर होता है, जिसका अर्थ है कि एक प्रोटॉन का आवेश एक इलेक्ट्रॉन के आवेश को संतुलित करता है। न्यूट्रॉन में कोई विद्युत आवेश नहीं होता है, इसलिए एक परमाणु का समग्र तटस्थ आवेश तब तक रहता है जब तक कि उसके इलेक्ट्रॉनों की संख्या उसके प्रोटॉन की संख्या के बराबर हो।

प्रोटॉन में एक छोटा लेकिन गैर-शून्य द्रव्यमान होता है। वास्तव में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन ब्रह्मांड में अधिकांश द्रव्यमान बनाते हैं - सभी पदार्थ परमाणुओं से बने होते हैं, और परमाणुओं का द्रव्यमान मुख्य रूप से प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के कारण होता है। एक प्रोटॉन का द्रव्यमान 1.67 x 10^-27 किलोग्राम है; यह एक न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के समान है लेकिन एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान से कहीं अधिक है, जो कि 9.11 x 10^-31 किलोग्राम है। एक प्रोटॉन, हालांकि लगभग अकल्पनीय रूप से छोटा होता है, उसका भौतिक आकार भी मापने योग्य होता है। आधुनिक शोध से संकेत मिलता है कि एक प्रोटॉन का व्यास लगभग 1.6 x 10^-13 सेंटीमीटर होता है।

कूलम्ब के नियम में कहा गया है कि विपरीत ध्रुवता वाले विद्युत आवेश एक आकर्षक बल का अनुभव करते हैं, और समान ध्रुवता वाले विद्युत आवेश एक प्रतिकारक बल का अनुभव करते हैं। इसमें यह भी कहा गया है कि यह बल उस दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है जो दो बिंदु आवेशों को अलग करती है। इस प्रकार, दो बिंदु आवेशों के बीच विद्युत बल का परिमाण अनंत की ओर बढ़ता है क्योंकि बिंदु आवेश एक दूसरे के बहुत करीब आते हैं। इसका मतलब यह है कि एक परमाणु के नाभिक में पैक किए गए प्रोटॉन एक विशाल प्रतिकारक बल का अनुभव करते हैं। हालांकि, मजबूत बल नामक किसी चीज के कारण नाभिक बरकरार रहता है। चार मूलभूत बलों में से एक, मजबूत बल प्रोटॉन और न्यूट्रॉन पर कार्य करता है और उन्हें एक साथ रखने में सक्षम होता है क्योंकि यह प्रोटॉन के बीच विद्युत बल से अधिक मजबूत होता है।

भौतिकी के संदर्भ में, प्रोटॉन की विशेष रूप से उप-परमाणु कणों के रूप में चर्चा की जाती है। हालांकि, केमिस्ट "प्रोटॉन" और "हाइड्रोजन आयन" शब्दों का कुछ हद तक परस्पर उपयोग करते हैं। हाइड्रोजन परमाणुओं में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है, और अधिकांश में शून्य न्यूट्रॉन होते हैं। नतीजतन, जब एक हाइड्रोजन परमाणु अपना इलेक्ट्रॉन खो देता है और आयन बन जाता है, तो जो कुछ भी रहता है वह एक एकल प्रोटॉन होता है। यह तथ्य रसायन विज्ञान का एक महत्वपूर्ण पहलू है क्योंकि किसी घोल में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता घोल की अम्लता की डिग्री निर्धारित करती है। दूसरे शब्दों में, जो पदार्थ किसी पदार्थ को अम्लीय बनाता है, वह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान अन्य पदार्थों को प्रोटॉन दान करने की क्षमता है।