Wyjaśniamy czym są protony, jak zostały odkryte, jakie są ich właściwości i cechy. A także czym są nukleony.
Co to jest proton?
Proton jest rodzajemcząstka subatomowa, czyli jedna z minimalnych cząstek tworzących atom. Należy do rodziny fermionów i jest obdarzonyładunek elektryczny pozytywny.
Wszystkiemateriał jest zrobiony zatomy, a te z kolei składają się zasadniczo z trzech rodzajów cząstek obdarzonych różnym ładunkiem elektrycznym: elektrony (ładunek ujemny),neutrony (ładunek neutralny) i protony (ładunek dodatni).
Przez długi czas uważano, że proton jest fundamentalnym typem cząstki, to znaczy nie można go podzielić. Jednak dzisiaj istnieją mocne dowody na to, że składa się z kwarki.
W każdym razie proton jest stabilną cząstką subatomową. W przeciwieństwie do elektronu, który krąży wokół jądra atomu, protony są zawarte w jądrze atomowym wraz z neutronami, stanowiąc większość masy atomowej.
Odkrycie protonu
Protony zostały odkryte w 1918 roku przez Ernesta Rutherforda (1871-1937), brytyjskiego chemika i fizyka. W trakcie eksperymentów z gaz azotu Rutherford zauważył, że jego instrumenty wykryły obecność jąder wodoru, wystrzeliwując cząstki alfa w gaz.
Doszedł do wniosku, że te jądra muszą być fundamentalnymi cząstkami materii, nie wiedząc wówczas, że dokładnie jądro atomu wodoru zawiera pojedynczą cząsteczkę: proton. W związku z tym postanowiono dostarczać wodór z Liczba atomowa 1.
Wiadomo jednak z wcześniejszych doświadczeń naukowych, które doprowadziły do tego odkrycia. Na przykład niemiecki fizyk Eugene Goldstein (1850-1930) w 1886 r. odkrył dodatnie jony wewnątrz atomu, dzięki eksperymentom z promieniami katodowymi.
Ponadto Brytyjczyk J.J. Thompson (1856-1940) odkrył już elektrony i ich ładunek ujemny, to znaczy konieczne było, aby w atomie był jakiś inny rodzaj cząstki o przeciwnym ładunku.
Właściwości i cechy protonu
Protony są stabilnymi cząstkami złożonymi, znacznie masywniejszymi niż elektron (1836 razy) i obdarzonymi dodatnim ładunkiem elementarnym 1 (1,6 x 10-19 C). Składają się z trzech cząstek elementarnych lub kwarki: dwa "w górę„(Powyżej) i jeden”w dół" (poniżej). Ich okres półtrwania przekracza 1035 lat, od tego momentu są podatne na rozkład.
Protony, podobnie jak inne cząstki subatomowe, mają własny spin, czyli wewnętrzny i niezmienny moment pędu, który w tym przypadku wynosi ½. Ta właściwość jest szczególnie przydatna w przypadku magnetycznego rezonansu jądrowego i innych nowoczesnych zastosowań technologicznych.
Nukleony
Ponieważ zwykle znajdują się w jądrze atomowym, protony i neutrony są znane jako „nukleony”. Z drugiej strony elektrony krążą wokół nich w mniej lub bardziej rozproszony sposób.
Nukleony są połączone silnymi siłami jądrowymi, które tylko w szczególnie dużych atomach (takich jak uran) mogą ustąpić innym siłom, takim jak elektromagnetyczny.
Nukleony stanowią największy procent masa dowolnego atomu, a zatem określić różnicę między a pierwiastek chemiczny i drugi: na przykład atom wodoru ma tylko jeden proton w swoim jądrze, podczas gdy atom helu ma dwa protony i jeden lub dwa neutrony, w zależności od konkretnego izotopu.
Liczba atomowa
W układzie okresowym można zaobserwować liczbę atomową każdego pierwiastka.ten Liczba atomowa (Z) wskazuje, ile protonów ma dany typ atomu w swoim jądrze. Każdy pierwiastek chemiczny ma inną liczbę atomową, chociaż jego zachowanie chemiczne jest raczej zdeterminowane przez liczbę elektronów, któreorbita wokół jądra (co dla neutralnego atomu jest równe liczbie protonów).
Na przykład chlor (Cl) ma w swoim jądrze 17 protonów, a więc jego liczba atomowa wynosi 17. Ta liczba nigdy się nie zmienia, nawet między izotopami (wersjami) tego samego atomu, ponieważ różnią się one między tak tylko liczbą neutronów w swoim jądrze.