Objašnjavamo što su protoni, kako su otkriveni, njihova svojstva i karakteristike. Također, što su nukleoni.
Što je proton?
Proton je vrstasubatomska čestica, odnosno jedna od minimalnih čestica koje čine atom. Pripada obitelji fermiona i obdaren jeelektrično punjenje pozitivan.
Svimaterija napravljeno je odatoma, a one su pak sastavljene od tri vrste čestica s različitim električnim nabojem: elektrona (negativni naboj), tjneutroni (neutralni naboj) i protoni (pozitivni naboj).
Dugo se vremena smatralo da je proton temeljna vrsta čestice, odnosno da se ne može podijeliti. Međutim, danas postoje čvrsti dokazi da se sastoji od kvarkovi.
U svakom slučaju, proton je stabilna subatomska čestica. Za razliku od elektrona, koji kruži oko jezgre atoma, protoni su sadržani u atomskoj jezgri zajedno s neutronima, doprinoseći većini atomske mase.
Otkriće protona
Protone je 1918. otkrio Ernest Rutherford (1871-1937), britanski kemičar i fizičar. Usred eksperimenata sa plin dušika, Rutherford je primijetio da su njegovi instrumenti detektirali prisutnost jezgri vodika ispaljivanjem alfa čestica na plin.
Zaključio je da te jezgre moraju biti temeljne čestice materije, a da tada nije znao da, upravo, jezgra vodikovog atoma sadrži jednu česticu: proton. Stoga je odlučeno osigurati vodik s atomski broj 1.
Međutim, poznato je iz prethodnih znanstvenih iskustava koja su dovela do ovog otkrića. Primjerice, njemački fizičar Eugene Goldstein (1850.-1930.) 1886. godine pronašao je pozitivne ione unutar atoma, kroz eksperimente s katodnim zrakama.
Osim toga, Britanac J. J. Thompson (1856-1940) već je otkrio elektrone i njihov negativni naboj, odnosno bilo je potrebno da u atomu postoji neka druga vrsta čestica suprotnog naboja.
Svojstva i karakteristike protona
Protoni su stabilne kompozitne čestice, puno masivnije od elektrona (1836 puta) i obdarene pozitivnim elementarnim nabojem od 1 (1,6 x 10-19 C). Sastoje se od tri elementarne čestice odn kvarkovi: dva "gore"(Iznad) i jedan"dolje" (ispod). Njihovo vrijeme poluraspada je duže od 1035 godina, od čega su podložni razgradnji.
Protoni imaju, kao i druge subatomske čestice, svoj vlastiti spin, odnosno intrinzični i nepromjenjivi kutni moment, koji je u ovom slučaju ½. Ovo svojstvo je osobito korisno za nuklearnu magnetsku rezonanciju i druge moderne tehnološke primjene.
Nukleoni
Budući da se normalno nalaze u atomskoj jezgri, protoni i neutroni su poznati kao "nukleoni". S druge strane, elektroni kruže oko njih manje-više raspršeno.
Nukleoni su međusobno povezani snažnim nuklearnim silama, koje samo u posebno velikim atomima (kao što je uran) mogu popustiti drugim silama, kao npr. elektromagnetski.
Nukleoni čine najveći postotak masa bilo kojeg atoma i stoga odrediti razliku između a kemijski element i drugi: na primjer, atom vodika ima samo jedan proton u svojoj jezgri, dok atom helija ima dva protona i jedan ili dva neutrona, ovisno o specifičnom izotopu.
Atomski broj
U periodnom sustavu može se promatrati atomski broj svakog elementa.The atomski broj (Z) označava koliko protona vrsta atoma ima u svojoj jezgri. Svaki kemijski element ima drugačiji atomski broj, iako je njegovo kemijsko ponašanje prilično određeno brojem elektrona kojiorbita oko svoje jezgre (koja je za neutralni atom jednaka broju protona).
Tako, na primjer, klor (Cl) ima 17 protona u svojoj jezgri, tako da mu je atomski broj 17. Taj broj nikada ne varira, čak ni između izotopa (verzija) istog atoma, budući da se razlikuju između da samo po broju neutrona u svojoj jezgri.