Ooit werd gedacht dat atomen de kleinste bouwstenen van het universum waren, totdat werd ontdekt dat ze zelfs uit eigen bouwstenen waren opgebouwd. Die bouwstenen zijn protonen, elektronen en neutronen, en met de vooruitgang van de wetenschap is ontdekt dat elk van deze ook zijn eigen unieke eigenschappen heeft.
Massa
De massa van een individueel proton is 1,672621636(83)í--10 (-27) kg. De collectieve massa van de protonen in de kern van een atoom is ongeveer gelijk aan de massa van alle neutronen. Van al het gewicht van een atoom bevindt meer dan 99 procent van de massa zich in de kern; daarom bestaat bijna de helft van de massa van het atoom uit protonen. De massa van een proton is ongeveer 1860 keer groter dan de massa van een elektron.
In rekening brengen
De lading van het proton is een positieve lading. De kern van het atoom bestaat uit de positief geladen protonen en de negatief geladen neutronen. De positieve lading die door het proton wordt gedragen, wordt een +1 elementaire lading genoemd, precies het tegenovergestelde van de negatieve lading die door een enkel elektron wordt gedragen. Het wordt een elementaire lading genoemd omdat het theoretisch de kleinst mogelijke lading is. (Sindsdien is bewezen dat dit niet klopt met twee uitzonderingen: de quark en het quasi-deeltje). Een ding dat echter nooit verkeerd is bewezen, is dat de lading een constante is. Ongeacht de omstandigheden, inclusief zaken als temperatuur, druk en zelfs tijd, zal de elementaire lading van een proton niet veranderen.
Lading meten
De elektrische lading in een atoom is gemeten met een aantal verschillende methoden, waaronder de Josephson- en vonKlitsing-constanten. Deze methoden meten effecten die worden geproduceerd door het aanleggen van spanningsdoses en, in het geval van de laatste, magnetische velden. De Faraday-methode is een manier om de lading van het proton te meten met behulp van elektrische stroom en de hoeveelheid lading te meten die door een draad gaat. Het eerste experiment van dit type omvatte de analyse van zilverafzettingen die achterbleven na een zorgvuldig gecontroleerde elektrochemische reactie. Hoewel de meting van de constante van Faraday is vervangen door het gebruik van de coulomb (de internationaalthe geaccepteerde aanduiding voor een elektrische lading), wordt de constante van Faraday nog steeds veel gebruikt op het gebied van elektrochemie.
Betekenis
Omdat de lading van het proton positief is, is het aantal protonen vs. elektronen in een atoom is belangrijk bij het bepalen van de lading van het atoom. Er is één atoom dat maar één proton heeft en geen neutronen: waterstof. Omdat een neutron geen werkelijke elektrische lading heeft, wordt de enige lading waterstof geleverd door het enkele proton. Vanwege deze associatie wordt de term proton soms synoniem gebruikt met de term waterstofion.
Overwegingen
Een verandering in de lading van een atoom kan het atoom instabiel maken. Waterstof is bijzonder kwetsbaar voor deze verandering, ionisatie genaamd. Als een atoom eenmaal is geïoniseerd, kan het worden versneld door elektronische of magnetische velden. Dit is een proces dat kan worden gebruikt in kerncentrales, bij de productie van deeltjesstraling. Tijdens dit proces blijft een positief geladen proton achter, dat een gevaar kan worden voor levend weefsel. Het proces vindt ook van nature plaats, maar hoog in de atmosfeer waar het geen gevaar oplevert voor dierlijk, menselijk en plantaardig weefsel.