Características de um próton

A ciência moderna descobriu gradualmente o fato notável de que toda a matéria - apesar das inúmeras variações nas propriedades físicas e químicas - é feito de um grupo relativamente limitado de unidades básicas conhecidas como átomos. Esses átomos, por sua vez, são simplesmente arranjos diferentes de três partículas fundamentais: elétrons, nêutrons e prótons. Em certo sentido, o próton é a partícula subatômica definidora porque um átomo é classificado como um elemento específico com base em seu número de prótons.

Os prótons estão localizados no núcleo do átomo, que é um núcleo compacto no centro do átomo. A maioria dos núcleos também contém nêutrons. Talvez a característica mais essencial de um próton seja sua carga elétrica positiva. Essa carga é igual em magnitude à carga elétrica negativa do elétron, o que significa que a carga de um próton equilibra a carga de um elétron. Os nêutrons não têm carga elétrica, então um átomo tem uma carga neutra geral, desde que seu número de elétrons seja igual ao seu número de prótons.

Os prótons têm uma massa minúscula, porém diferente de zero. Na verdade, os prótons e nêutrons formam a maior parte da massa do universo - toda a matéria é composta de átomos, e a massa dos átomos pode ser atribuída principalmente aos prótons e nêutrons. A massa de um próton é 1,67 x 10 ^ -27 quilogramas; isso é muito semelhante à massa de um nêutron, mas muito maior do que a massa de um elétron, que é 9,11 x 10 ^ -31 quilogramas. Um próton, embora quase inconcebivelmente pequeno, também tem um tamanho físico mensurável. Pesquisas modernas indicam que o diâmetro de um próton é de cerca de 1,6 x 10 ^ -13 centímetros.

A lei de Coulomb afirma que cargas elétricas com polaridade oposta experimentam uma força atrativa e cargas elétricas com a mesma polaridade experimentam uma força repulsiva. Ele também afirma que essa força é inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa duas cargas pontuais. Assim, a magnitude da força elétrica entre duas cargas pontuais aumenta em direção ao infinito à medida que as cargas pontuais ficam muito próximas uma da outra. Isso significa que os prótons compactados no núcleo de um átomo experimentam uma enorme força repulsiva. O núcleo permanece intacto, porém, por causa de algo chamado de força forte. Uma das quatro forças fundamentais, a força forte atua sobre os prótons e nêutrons e é capaz de mantê-los juntos porque é mais forte do que a força elétrica entre os prótons.

No contexto da física, os prótons são tipicamente discutidos especificamente como partículas subatômicas. Os químicos, entretanto, usam os termos "próton" e "íon de hidrogênio" de forma intercambiável. Os átomos de hidrogênio têm um próton e um elétron, e a maioria tem zero nêutrons. Conseqüentemente, quando um átomo de hidrogênio perde seu elétron e se torna um íon, tudo o que resta é um único próton. Esse fato é um aspecto importante da química porque a concentração de íons de hidrogênio em uma solução determina o grau de acidez da solução. Em outras palavras, o que torna uma substância ácida é sua capacidade de doar prótons para outras substâncias durante as reações químicas.