Selitämme mitä protonit ovat, miten ne löydettiin, niiden ominaisuuksia ja ominaisuuksia. Lisäksi mitä ovat nukleonit.
Mikä on protoni?
Protoni on eräänlainensubatominen hiukkanen, eli yksi vähimmäishiukkasista, jotka muodostavat atomin. Se kuuluu fermion-perheeseen ja on varustettusähkövaraus positiivinen.
Kaikkiasia on tehtyatomeja, ja nämä puolestaan koostuvat pääasiassa kolmen tyyppisistä hiukkasista, joilla on erilainen sähkövaraus: elektroneja (negatiivinen varaus),neutroneja (neutraali varaus) ja protonit (positiivinen varaus).
Pitkään ajateltiin, että protoni oli perushiukkastyyppi, eli sitä ei voitu jakaa. Nykyään on kuitenkin vahvaa näyttöä siitä, että se koostuu kvarkit.
Joka tapauksessa protoni on stabiili subatominen hiukkanen. Toisin kuin elektroni, joka kiertää atomin ydintä, protonit sisältyvät atomiytimeen yhdessä neutronien kanssa, mikä muodostaa suurimman osan atomimassasta.
Protonin löytö
Brittiläinen kemisti ja fyysikko Ernest Rutherford (1871-1937) löysi protonit vuonna 1918. Kokeiden keskellä kaasua Typpeä, Rutherford totesi, että hänen instrumenttinsa havaitsivat vetyytimien läsnäolon ampumalla alfahiukkasia kaasuun.
Hän päätteli, että näiden ytimien on oltava aineen perushiukkasia, tietämättä tuolloin, että vetyatomin ydin sisältää tarkalleen yhden hiukkasen: protonin. Näin ollen päätettiin toimittaa vetyä atominumero 1.
Aikaisemmista tieteellisistä kokemuksista tiedetään kuitenkin, että tämä löytö johti. Esimerkiksi saksalainen fyysikko Eugene Goldstein (1850-1930) löysi vuonna 1886 positiivisia ioneja atomin sisältä katodisäteillä tehtyjen kokeiden avulla.
Lisäksi brittiläinen J. J. Thompson (1856-1940) oli jo löytänyt elektronit ja niiden negatiivisen varauksen, eli atomissa piti olla jonkin muun tyyppistä vastakkaisvaraista hiukkasta.
Protonin ominaisuudet ja ominaisuudet
Protonit ovat pysyviä yhdistelmähiukkasia, paljon massiivisempia kuin elektroni (1836 kertaa) ja niillä on positiivinen alkuainevaraus 1 (1,6 x 10-19 C). Ne koostuvat kolmesta alkuainehiukkasesta tai kvarkit: kaksi"ylös"(yllä) ja yksi"alas" (alla). Niiden puoliintumisaika on yli 1035 vuotta, josta lähtien ne ovat herkkiä hajoamaan.
Protoneilla on, kuten muillakin subatomisilla hiukkasilla, oma spin, eli sisäinen ja muuttumaton kulmamomentti, joka tässä tapauksessa on ½. Tämä ominaisuus on erityisen hyödyllinen ydinmagneettisessa resonanssissa ja muissa nykyaikaisissa teknologisissa sovelluksissa.
Nukleonit
Koska protonit ja neutronit löytyvät normaalisti atomiytimestä, niitä kutsutaan "nukleoneiksi". Elektronit taas kiertävät niitä enemmän tai vähemmän hajallaan.
Nukleoneja sitovat yhteen voimakkaat ydinvoimat, jotka vain erityisen suurissa atomeissa (kuten uraani) voivat periä muita voimia, kuten esim. sähkömagneettinen.
Nukleonit muodostavat suurimman osan massa- mistä tahansa atomista ja määrittää siksi eron a:n välillä kemiallinen alkuaine ja toinen: esimerkiksi vetyatomin ytimessä on vain yksi protoni, kun taas heliumatomissa on kaksi protonia ja yksi tai kaksi neutronia tietystä isotoopista riippuen.
Atominumero
Jaksotaulukosta voidaan havaita kunkin alkuaineen järjestysluku.The atominumero (Z) osoittaa, kuinka monta protonia tietyn tyyppisen atomin ytimessä on. Jokaisella kemiallisella elementillä on eri atominumero, vaikka sen kemiallinen käyttäytyminen määräytyy pikemminkin elektronien lukumäärän mukaankiertoradalla ytimensä ympärillä (joka neutraalille atomille on yhtä suuri kuin protonien lukumäärä).
Siten esimerkiksi kloorin (Cl) ytimessä on 17 protonia, joten sen atomiluku on 17. Tämä luku ei koskaan vaihtele, ei edes saman atomin isotooppien (versioiden) välillä, koska ne eroavat kyllä välillä vain numeron perusteella. neutroneja sen ytimessä.