Atomer ansågs en gång vara de minsta byggstenarna i universum, tills det upptäcktes att även de var konstruerade av egna byggstenar. Dessa byggstenar är protoner, elektroner och neutroner, och med vetenskapens framsteg har man upptäckt att var och en av dessa också har sina egna unika egenskaper.
Massa
Massan av en enskild proton är 1,672621636 (83) í - 10 (-27) kg. Protonernas kollektiva massa i en atoms kärna är ungefär densamma som massan av alla neutroner. Av hela atomens vikt finns mer än 99 procent av massan i kärnan; därför består nästan hälften av atommassan av protoner. Massan av en proton är ungefär 1860 gånger mer än massan av en elektron.
Avgift
Protonens laddning är en positiv laddning. Atomkärnan består av de positivt laddade protonerna och negativt laddade neutronerna. Den positiva laddningen som bärs av protonen kallas en +1 elementär laddning, exakt motsatsen till den negativa laddningen som bärs av en enda elektron. Det kallas en elementär laddning eftersom det teoretiskt är den minsta möjliga laddningen. (Detta har sedan dess visat sig vara fel med två undantag - kvarken och kvasipartikeln). En sak som aldrig har bevisats fel är dock att avgiften är konstant. Oavsett omständigheter inklusive saker som temperatur, tryck och till och med tid kommer den elementära laddningen av ett proton inte att förändras.
Mätning av laddning
Elektrisk laddning i en atom har mätts med ett antal olika metoder, inklusive Josephson- och vonKlitsing-konstanterna. Dessa metoder mäter effekter som produceras av applikationer av spänningsdoser och, i fallet med de senare, magnetfält. Faraday-metoden är ett sätt att mäta protonens laddning med hjälp av elektrisk ström och mäta mängden laddning som passerar genom en tråd. Det första experimentet av detta slag innebar analys av silveravlagringar som lämnats efter en noggrant kontrollerad elektrokemisk reaktion. Även om mätningen av Faraday-konstanten har ersatts av användningen av coulomb (internationellt accepterad beteckning för en elektrisk laddning), är Faradays konstant fortfarande i stor utsträckning inom området elektrokemi.
Betydelse
Eftersom laddningen av protonen är positiv, är antalet protoner vs. elektroner i en atom är viktigt för att bestämma atomens laddning. Det finns en atom som bara har en enda proton och inga neutroner: väte. Eftersom en neutron inte har någon faktisk elektrisk laddning, levereras den enda laddningen av väte av den enda protonen. På grund av denna förening används termen proton ibland synonymt med termen vätejon.
Överväganden
En förändring i laddningen av en atom kan göra atomen instabil. Väte är särskilt utsatt för denna förändring, kallad jonisering. När en atom har joniserats kan den accelereras av elektroniska eller magnetiska fält. Detta är en process som kan användas i kärnkraftverk, vid produktion av partikelstrålning. Under denna process är en positivt laddad proton kvar och kan bli en fara för levande vävnad. Processen sker också naturligt, men högt i atmosfären där den inte utgör någon fara för vävnader från djur, människor och växter.
