Сучасна наука поступово виявила чудовий факт, що вся матерія - незважаючи на незліченні варіації за фізико-хімічними властивостями - складається з відносно обмеженої групи основних одиниць, відомих як атоми. Ці атоми, у свою чергу, є просто різними розташуваннями трьох основних частинок: електронів, нейтронів і протонів. У певному сенсі протон є визначальною субатомною частинкою, оскільки атом класифікується як специфічний елемент на основі його кількості протонів.
Збалансований атом
Протони розташовані в ядрі атома, яке є компактним ядром у центрі атома. Більшість ядер також містять нейтрони. Мабуть, найважливішою характеристикою протона є його позитивний електричний заряд. Цей заряд за величиною дорівнює негативному електричному заряду електрона, що означає, що заряд одного протона врівноважує заряд одного електрона. Нейтрони не мають електричного заряду, тому атом має загальний нейтральний заряд, якщо його кількість електронів дорівнює кількості протонів.
Вимірювання протонів
Протони мають мізерну, але ненульову масу. Насправді протони та нейтрони утворюють більшу частину маси у Всесвіті - вся речовина складається з атомів, і маса атомів відноситься насамперед до протонів та нейтронів. Маса одного протона 1,67 х 10 ^ -27 кілограмів; це дуже схоже на масу нейтрона, але набагато більшу, ніж маса електрона, яка становить 9,11 х 10 ^ -31 кілограм. Протон, хоча і майже немислимо малий, також має вимірювані фізичні розміри. Сучасні дослідження показують, що діаметр протона становить приблизно 1,6 х 10 ^ -13 сантиметрів.
Сильніша сила
Закон Кулона стверджує, що електричні заряди з протилежною полярністю відчувають привабливу силу, а електричні заряди з такою самою полярністю - силу відштовхування. У ньому також зазначено, що ця сила обернено пропорційна квадрату відстані, що розділяє два точкові заряди. Таким чином, величина електричної сили між двома точковими зарядами збільшується до нескінченності, коли точкові заряди наближаються дуже близько один до одного. Це означає, що протони, упаковані в ядро атома, відчувають величезну силу відштовхування. Ядро, однак, залишається цілим через щось, що називається сильною силою. Одна з чотирьох основних сил, сильна сила діє на протони та нейтрони і здатна утримувати їх разом, оскільки вона сильніша за електричну силу між протонами.
Донорські протони
У контексті фізики протони, як правило, обговорюються як субатомні частинки. Проте хіміки використовують терміни "протон" та "іон водню" дещо взаємозамінно. Атоми водню мають один протон і один електрон, а більшість - нульові нейтрони. Отже, коли атом водню втрачає електрон і стає іоном, залишається лише один протон. Цей факт є важливим аспектом хімії, оскільки концентрація іонів водню в розчині визначає ступінь кислотності розчину. Іншими словами, те, що робить речовину кислотною, - це її здатність віддавати протони іншим речовинам під час хімічних реакцій.