Современная наука постепенно открыла тот замечательный факт, что все имеет значение, несмотря на бесчисленные вариации. по физическим и химическим свойствам - состоит из относительно ограниченной группы основных единиц, известных как атомы. Эти атомы, в свою очередь, представляют собой просто разные комбинации трех фундаментальных частиц: электронов, нейтронов и протонов. В определенном смысле протон является определяющей субатомной частицей, потому что атом классифицируется как особый элемент на основе количества протонов.
Сбалансированный атом
Протоны расположены в ядре атома, которое представляет собой компактное ядро в центре атома. Большинство ядер также содержат нейтроны. Возможно, наиболее важной характеристикой протона является его положительный электрический заряд. Этот заряд равен по величине отрицательному электрическому заряду электрона, что означает, что заряд одного протона уравновешивает заряд одного электрона. Нейтроны не имеют электрического заряда, поэтому атом имеет общий нейтральный заряд, пока количество его электронов равно количеству протонов.
Измерения протонов
Протоны имеют крохотную, но ненулевую массу. Фактически, протоны и нейтроны составляют большую часть массы Вселенной - вся материя состоит из атомов, а масса атомов связана в первую очередь с протонами и нейтронами. Масса одного протона 1,67 х 10 ^ -27 килограммов; это очень похоже на массу нейтрона, но намного больше, чем масса электрона, которая составляет 9,11 x 10 ^ -31 килограмм. Протон, хотя и невероятно мал, также имеет измеримый физический размер. Современные исследования показывают, что диаметр протона составляет около 1,6 x 10 ^ -13 сантиметров.
Более сильная сила
Закон Кулона гласит, что электрические заряды с противоположной полярностью испытывают силу притяжения, а электрические заряды с той же полярностью испытывают силу отталкивания. Он также утверждает, что эта сила обратно пропорциональна квадрату расстояния, разделяющего два точечных заряда. Таким образом, величина электрической силы между двумя точечными зарядами увеличивается до бесконечности, когда точечные заряды приближаются очень близко друг к другу. Это означает, что протоны, упакованные в ядро атома, испытывают огромную силу отталкивания. Однако ядро остается нетронутым из-за того, что называется сильной силой. Одна из четырех фундаментальных сил, сильная сила, действует на протоны и нейтроны и может удерживать их вместе, потому что она сильнее, чем электрическая сила между протонами.
Пожертвованные протоны
В контексте физики протоны обычно рассматриваются как субатомные частицы. Химики, однако, используют термины «протон» и «ион водорода» как синонимы. Атомы водорода имеют один протон и один электрон, а большинство из них не имеют нейтронов. Следовательно, когда атом водорода теряет свой электрон и становится ионом, остается только один протон. Этот факт является важным аспектом химии, потому что концентрация ионов водорода в растворе определяет степень кислотности раствора. Другими словами, то, что делает вещество кислым, - это его способность отдавать протоны другим веществам во время химических реакций.