Протон

Мы объясним, что такое протоны, как они были открыты, их свойства и характеристики. А также, что такое нуклоны
Протоны находятся в ядрах атомов

Что такое протон?

Протон – это тип субатомной частицы , то есть одна из минимальных частиц, составляющих атом. Она принадлежит к семейству фермионов и наделена положительным электрическим зарядом

Вся материя состоит из атомов , а они, в свою очередь, состоят из трех типов частиц, наделенных различными электрическими зарядами: электронов (отрицательный заряд), нейтронов (нейтральный заряд) и протонов (положительный заряд)

Долгое время считалось, что протон является фундаментальной частицей, т.е. что его нельзя расщепить. Однако теперь есть убедительные доказательства того, что он состоит из кварков

В любом случае, протон является стабильной субатомной частицей. В отличие от электрона, который вращается вокруг ядра атома, протоны содержатся в атомном ядре вместе с нейтронами , внося большую часть атомной массы

Открытие протона

Эрнест Резерфорд открыл протон, экспериментируя с азотом.

Протоны были открыты в 1918 году Эрнестом Резерфордом (1871-1937), британским химиком и физиком. В разгар экспериментов с газообразным азотом Резерфорд заметил, что его приборы обнаруживают присутствие ядер водорода, обстреливая газ альфа-частицами

Он пришел к выводу, что эти ядра должны быть фундаментальными частицами материи, не зная в то время, что ядро атома водорода содержит единственную частицу – протон. Поэтому было решено присвоить водороду атомный номер

Однако предыдущие научные опыты, приведшие к этому открытию, известны. Например, немецкий физик Евгений Гольдштейн (1850-1930) в 1886 году обнаружил положительные ионы внутри атома благодаря экспериментам с катодными лучами

Кроме того, британский J.J. Томпсон (1856-1940) уже открыл электроны и их отрицательный заряд, т.е. в атоме должна была существовать какая-то другая противоположно заряженная частица

Свойства и характеристики протона

Каждый протон состоит из двух ‘восходящих’ кварков и одного ‘нисходящего’ кварка.

Протоны это стабильные составные частицы , намного массивнее электрона (в 1836 раз) и наделены положительным элементарным зарядом 1 (1,6 x 10-19 C). Они состоят из трех элементарных частиц или кварков: двух восходящих и одного нисходящего. Период их полураспада превышает 1035 лет, после чего они подвержены распаду

Протоны, как и другие субатомные частицы, обладают собственным спином, т.е. собственным и неизменным угловым моментом, который в данном случае равен ½. Это свойство особенно полезно для ядерного магнитного резонанса и других современных технологических приложений

Нуклоны

Поскольку они обычно находятся в атомном ядре, протоны и нейтроны известны как нуклоны. Электроны, с другой стороны, вращаются вокруг них более или менее рассеянно

Нуклоны связаны между собой сильными ядерными силами , которые только в случае особо крупных атомов (таких как уран) могут уступать другим силам, таким как электромагнитные

Нуклоны составляют наибольший процент массы любого атома и поэтому определяют разницу между одним химическим элементом и другим: например, атом водорода имеет только один протон в своем ядре, в то время как атом гелия имеет два протона и один или два нейтрона, в зависимости от конкретного изотопа

Атомный номер

Атомный номер каждого элемента можно увидеть в периодической таблице.

Атомный номер (Z) показывает, сколько протонов в ядре атома того или иного типа. Каждый химический элемент имеет свой атомный номер, хотя его химическое поведение скорее определяется количеством электронов , вращающихся вокруг его ядра (которое для нейтрального атома равно количеству протонов)

Так, например, хлор (Cl) имеет 17 протонов в своем ядре, поэтому его атомный номер равен 17. Это число никогда не меняется, даже между изотопами (разновидностями) одного и того же атома, поскольку они отличаются только количеством нейтронов в их ядрах

За ним следует: Антивещество