Kakšna je masa in naboj protonov?

Včasih so mislili, da so atomi najmanjši gradniki vesolja, dokler ni bilo ugotovljeno, da so bili tudi sami zgrajeni iz lastnih gradnikov. Ti gradniki so protoni, elektroni in nevtroni, z razvojem znanosti pa je bilo ugotovljeno, da ima vsak od njih tudi svoje edinstvene lastnosti.

Masa posameznega protona je 1,672621636 (83) í - 10 (-27) kg. Skupna masa protonov v jedru atoma je približno enaka masi vseh nevtronov. Od vse teže atoma je v jedru več kot 99 odstotkov mase; zato skoraj polovico mase atoma sestavljajo protoni. Masa protona je približno 1.860-krat večja od mase elektrona.

Naboj protona je pozitiven naboj. Jedro atoma sestavljajo pozitivno nabiti protoni in negativno nabiti nevtroni. Pozitivni naboj, ki ga nosi proton, se imenuje +1 osnovni naboj, ravno nasprotno negativnemu naboju, ki ga nosi en sam elektron. Imenujemo ga osnovni naboj, ker je teoretično najmanjši možni naboj. (Od takrat se je to izkazalo za napačno z dvema izjemama - kvarkom in kvazidelcem). Ena stvar, ki se ni nikoli izkazala za napačno, pa je, da je naboj stalnica. Ne glede na okoliščine, vključno s temperaturami, tlakom in celo časom, se osnovni naboj protona ne bo spremenil.

Električni naboj v atomu je bil izmerjen s številnimi različnimi metodami, vključno s konstantama Josephson in vonKlitsing. Te metode merijo učinke, ki nastanejo z uporabo napetostnih doz in, v primeru slednjih, magnetnih polj. Faradayeva metoda je način merjenja naboja protona z električnim tokom in merjenje količine naboja, ki se prenaša skozi žico. Prvi tovrstni poskus je vključeval analizo usedlin srebra, ki so ostale po skrbno nadzorovani elektrokemični reakciji. Čeprav je bila meritev Faradayeve konstante nadomeščena z uporabo kulona (mednarodno sprejeta oznaka za električni naboj), je Faradayeva konstanta še vedno v široki uporabi na področju elektrokemija.

Ker je naboj protona pozitiven, se število protonov vs. elektroni v atomu so pomembni pri določanju naboja atoma. Obstaja en atom, ki ima samo en proton in nima nevtronov: vodik. Ker nevtron nima dejanskega električnega naboja, edini naboj vodika dobi en sam proton. Zaradi te povezave se izraz proton včasih uporablja sinonimno za izraz vodikov ion.

Sprememba naboja atoma lahko povzroči nestabilnost atoma. Vodik je še posebej občutljiv na to spremembo, imenovano ionizacija. Ko je atom ioniziran, ga lahko pospešijo elektronska ali magnetna polja. To je postopek, ki ga lahko uporabimo v jedrskih elektrarnah pri proizvodnji sevanja delcev. Med tem postopkom ostane pozitivno nabit proton in lahko postane nevarna za živo tkivo. Postopek poteka tudi naravno, vendar visoko v ozračju, kjer ne predstavlja nevarnosti za živalsko, človeško in rastlinsko tkivo.