პროტონის მახასიათებლები

თანამედროვე მეცნიერებამ თანდათანობით აღმოაჩინა შესანიშნავი ფაქტი, რომ ყველა მნიშვნელობა აქვს - მიუხედავად უამრავი ვარიაციისა ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებში - მზადდება ძირითადი ერთეულების შედარებით შეზღუდული ჯგუფისგან, რომლებიც ცნობილია, როგორც ატომები. ეს ატომები, უბრალოდ, სამი ფუნდამენტური ნაწილაკის განსხვავებული განლაგებაა: ელექტრონები, ნეიტრონები და პროტონები. გარკვეული გაგებით, პროტონი განმსაზღვრელი სუბატომური ნაწილაკია, რადგან ატომი კლასიფიცირებულია, როგორც სპეციფიკური ელემენტი, პროტონების რაოდენობის მიხედვით.

პროტონები განლაგებულია ატომის ბირთვში, რომელიც კომპაქტური ბირთვია ატომის ცენტრში. ბირთვების უმეტესობა ასევე შეიცავს ნეიტრონებს. პროტონის ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მისი დადებითი ელექტრული მუხტი. ეს მუხტი სიდიდის ტოლია ელექტრონის უარყოფითი ელექტრული მუხტისა, რაც ნიშნავს, რომ ერთი პროტონის მუხტი აბალანსებს ერთი ელექტრონის მუხტს. ნეიტრონებს არ აქვთ ელექტრული მუხტი, ამიტომ ატომს აქვს საერთო ნეიტრალური მუხტი, რადგან მისი ელექტრონების რაოდენობა უდრის პროტონის რაოდენობას.

პროტონებს აქვთ მინუსკულური, მაგრამ არა ნულოვანი მასა. სინამდვილეში, პროტონები და ნეიტრონები ქმნიან მასის უდიდეს ნაწილს სამყაროში - ყველა ნივთიერება შედგება ატომებისაგან, ხოლო ატომების მასა, ძირითადად, პროტონებსა და ნეიტრონებს მიეკუთვნება. ერთი პროტონის მასა 1,67 x 10 ^ -27 კილოგრამია; ეს ძალიან ჰგავს ნეიტრონის მასას, მაგრამ ბევრად აღემატება ელექტრონის მასას, რომელიც არის 9,11 x 10 ^ -31 კილოგრამი. პროტონს, მართალია თითქმის წარმოუდგენლად მცირე, მაგრამ აქვს გაზომვადი ფიზიკური ზომაც. თანამედროვე გამოკვლევების თანახმად, პროტონის დიამეტრი დაახლოებით 1,6 x 10 ^ -13 სანტიმეტრია.

კულონის კანონში ნათქვამია, რომ საპირისპირო პოლარობის მქონე ელექტრული მუხტები მიმზიდველ ძალას განიცდიან და იგივე პოლარობის მქონე ელექტრული მუხტები მოგერიებადი ძალაა. მასში ასევე ნათქვამია, რომ ეს ძალა უკუპროპორციულია მანძილის კვადრატისა, რომელიც გამოყოფს ორ წერტილიან მუხტს. ამრიგად, ელექტრული ძალის სიდიდე ორ წერტილიან მუხტს შორის იზრდება უსასრულობისკენ, რადგან წერტილოვანი მუხტები ერთმანეთთან ძალიან ახლოვდება. ეს ნიშნავს, რომ ატომის ბირთვში შეფუთული პროტონები განიცდიან უზარმაზარ მოგერიებით ძალას. ბირთვი უცვლელი რჩება, იმის გამო, რასაც ძლიერი ძალა ეწოდება. ოთხი ფუნდამენტური ძალადან ერთ-ერთი, ძლიერი ძალა მოქმედებს პროტონებსა და ნეიტრონებზე და შეუძლია მათი ერთმანეთთან შეკავება, რადგან ის უფრო ძლიერია, ვიდრე ელექტრონულ ძალას პროტონებს შორის.

ფიზიკის კონტექსტში, როგორც წესი, პროტონები განიხილება, როგორც სუბატომიური ნაწილაკები. ქიმიკოსები გარკვეულწილად იყენებენ ტერმინებს ”პროტონი” და ”წყალბადის იონი”. წყალბადის ატომებს აქვთ ერთი პროტონი და ერთი ელექტრონი და უმეტესობას აქვს ნულოვანი ნეიტრონი. შესაბამისად, როდესაც წყალბადის ატომი კარგავს ელექტრონს და ხდება იონი, რჩება მხოლოდ ერთი პროტონი. ეს ფაქტი ქიმიის მნიშვნელოვანი ასპექტია, რადგან წყალბადის იონების კონცენტრაცია ხსნარში განსაზღვრავს ხსნარის მჟავიანობის ხარისხს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნივთიერება მჟავეა მისი ქიმიური რეაქციების დროს სხვა ნივთიერებებისთვის პროტონის შეწირვის უნარი.