Inhoud
De moderne wetenschap ontdekte geleidelijk het opmerkelijke feit dat alle materie - ondanks talloze variaties in fysische en chemische eigenschappen - is gemaakt van een relatief beperkte groep van basiseenheden bekend als atomen. Deze atomen zijn op hun beurt eenvoudig verschillende opstellingen van drie fundamentele deeltjes: elektronen, neutronen en protonen. In zekere zin is het proton het bepalende subatomaire deeltje omdat een atoom wordt geclassificeerd als een specifiek element op basis van het aantal protonen.
Een gebalanceerd atoom
Protonen bevinden zich in een atoomkern, een compacte kern in het midden van het atoom. De meeste kernen bevatten ook neutronen. Misschien wel het meest essentiële kenmerk van een proton is zijn positieve elektrische lading. Deze lading is in grootte gelijk aan de negatieve elektrische lading van het elektron, wat betekent dat de lading van één proton de lading van één elektron compenseert. Neutronen hebben geen elektrische lading, dus een atoom heeft een totale neutrale lading zolang het aantal elektronen gelijk is aan het aantal protonen.
Proton metingen
Protonen hebben een minuscule maar niet-nul massa. In feite vormen protonen en neutronen het grootste deel van de massa in het universum - alle materie bestaat uit atomen, en de massa van atomen is voornamelijk toe te schrijven aan protonen en neutronen. De massa van één proton is 1,67 x 10 ^ -27 kilogram; dit is zeer gelijkaardig aan een neutronenmassa maar veel groter dan een elektronenmassa, die 9,11 x 10 ^ -31 kilogram is. Een proton, hoewel bijna ondenkbaar klein, heeft ook een meetbare fysieke grootte. Modern onderzoek geeft aan dat de diameter van een proton ongeveer 1,6 x 10 ^ -13 centimeter is.
Een sterkere kracht
De wet van Coulomb stelt dat elektrische ladingen met tegengestelde polariteit een aantrekkelijke kracht ervaren, en elektrische ladingen met dezelfde polariteit een afstotende kracht. Het verklaart ook dat deze kracht omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand die twee puntladingen scheidt. Aldus neemt de grootte van de elektrische kracht tussen twee puntladingen toe naar oneindig naarmate de puntladingen heel dicht bij elkaar komen. Dit betekent dat de protonen verpakt in een atoomkern een enorme afstotende kracht ervaren. De kern blijft echter intact vanwege iets dat de sterke kracht wordt genoemd. Een van de vier fundamentele krachten, de sterke kracht werkt op protonen en neutronen en kan ze bij elkaar houden omdat deze sterker is dan de elektrische kracht tussen protonen.
Gedoneerde protonen
In de con van fysica worden protonen typisch specifiek besproken als subatomaire deeltjes. Chemici gebruiken de termen "proton" en "waterstofion" echter enigszins uitwisselbaar. Waterstofatomen hebben één proton en één elektron, en de meeste hebben nul neutronen. Als een waterstofatoom zijn elektron verliest en een ion wordt, blijft er dus een enkel proton over. Dit feit is een belangrijk aspect van de chemie omdat de concentratie waterstofionen in een oplossing de zuurgraad van de oplossing bepaalt. Met andere woorden, wat een stof zuur maakt, is het vermogen om protonen af te geven aan andere stoffen tijdens chemische reacties.