Współczesna nauka stopniowo odkryła niezwykły fakt, że wszelka materia – pomimo niezliczonych odmian we właściwościach fizykochemicznych - jest wytwarzany ze stosunkowo ograniczonej grupy jednostek podstawowych znanych jako atomy. Te atomy z kolei są po prostu różnymi układami trzech podstawowych cząstek: elektronów, neutronów i protonów. W pewnym sensie proton jest definiującą cząstką subatomową, ponieważ atom jest klasyfikowany jako specyficzny pierwiastek na podstawie liczby protonów.
Zrównoważony atom
Protony znajdują się w jądrze atomu, który jest zwartym jądrem w centrum atomu. Większość jąder zawiera również neutrony. Być może najważniejszą cechą protonu jest jego dodatni ładunek elektryczny. Ładunek ten jest równy ujemnemu ładunkowi elektrycznemu elektronu, co oznacza, że ładunek jednego protonu równoważy ładunek jednego elektronu. Neutrony nie mają ładunku elektrycznego, więc atom ma całkowity ładunek neutralny, o ile liczba elektronów jest równa liczbie protonów.
Pomiary protonów
Protony mają znikomą, ale niezerową masę. W rzeczywistości protony i neutrony tworzą większość masy we wszechświecie – cała materia składa się z atomów, a masę atomów można przypisać głównie protonom i neutronom. Masa jednego protonu wynosi 1,67 x 10^-27 kilogramów; jest to bardzo podobne do masy neutronu, ale znacznie większe niż masa elektronu, która wynosi 9,11 x 10^-31 kilogramów. Proton, choć niewyobrażalnie mały, ma również mierzalne rozmiary fizyczne. Współczesne badania wskazują, że średnica protonu wynosi około 1,6 x 10^-13 centymetrów.
Silniejsza siła
Prawo Coulomba mówi, że ładunki elektryczne o przeciwnej biegunowości oddziałują siłą przyciągania, a ładunki elektryczne o tej samej biegunowości oddziałują odpychająco. Stwierdza również, że siła ta jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości dzielącej dwa ładunki punktowe. Zatem wielkość siły elektrycznej między dwoma ładunkami punktowymi wzrasta w nieskończoność, gdy ładunki punktowe zbliżają się do siebie. Oznacza to, że protony upakowane w jądrze atomu doświadczają ogromnej siły odpychającej. Jądro pozostaje jednak nienaruszone z powodu czegoś, co nazywa się siłą silną. Jedna z czterech podstawowych sił, siła silna działa na protony i neutrony i jest w stanie utrzymać je razem, ponieważ jest silniejsza niż siła elektryczna między protonami.
Podarowane protony
W kontekście fizyki protony są zwykle omawiane jako cząstki subatomowe. Chemicy używają jednak terminów „proton” i „jon wodorowy” nieco zamiennie. Atomy wodoru mają jeden proton i jeden elektron, a większość z nich ma zero neutronów. W konsekwencji, gdy atom wodoru traci elektron i staje się jonem, pozostaje tylko jeden proton. Fakt ten jest ważnym aspektem chemii, ponieważ stężenie jonów wodorowych w roztworze decyduje o jego kwasowości. Innymi słowy, to, co sprawia, że substancja jest kwaśna, to jej zdolność do przekazywania protonów innym substancjom podczas reakcji chemicznych.