De moderne wetenschap ontdekte geleidelijk het opmerkelijke feit dat alle materie - ondanks ontelbare variaties in fysische en chemische eigenschappen - is gemaakt van een relatief beperkte groep basiseenheden die bekend staan ​​als atomen. Deze atomen zijn op hun beurt eenvoudig verschillende ordeningen van drie fundamentele deeltjes: elektronen, neutronen en protonen. In zekere zin is het proton het definiërende subatomaire deeltje omdat een atoom is geclassificeerd als een specifiek element op basis van het aantal protonen.

A Balanced Atom

Protonen bevinden zich in de atoomkern , dat is een compacte kern in het midden van het atoom. De meeste kernen bevatten ook neutronen. Misschien is de meest essentiële eigenschap van een proton de 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 uitbalanceert. Neutronen hebben geen elektrische lading, dus een atoom heeft een algemene neutrale lading zolang het aantal elektronen gelijk is aan het aantal protonen.

Protonmetingen

Protonen hebben een minuscule maar niet-nulmassa . In feite vormen protonen en neutronen het grootste deel van de massa in het universum - alle materie is samengesteld uit atomen, en de massa van atomen is primair toe te schrijven aan protonen en neutronen. De massa van één proton is 1,67 x 10 ^ -27 kilogram; dit lijkt erg op de massa van een neutron, maar veel groter dan de massa van een elektron, die 9,11 x 10 ^ -31 kilogram is. Een proton, hoewel bijna ondenkbaar klein, heeft ook een meetbare fysieke afmeting. Modern onderzoek wijst uit 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 ervaart een afstotende kracht. Het stelt 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 het oneindige, aangezien de puntladingen zeer dicht bij elkaar komen. Dit betekent dat de protonen verpakt in de 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 is in staat om ze bij elkaar te houden omdat het sterker is dan de elektrische kracht tussen protonen.

Gedoneerde protonen

In de context van de natuurkunde worden protonen meestal 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 neutronen nul. Als een waterstofatoom dus zijn elektron verliest en een ion wordt, blijft het enige dat overblijft een enkel proton. Dit feit is een belangrijk aspect van de chemie omdat de concentratie van waterstofionen in een oplossing de mate van zuurgraad van de oplossing bepaalt. Met andere woorden, wat een stof zuurrijk maakt, is het vermogen om protonen te doneren aan andere stoffen tijdens chemische reacties.