Un tempo si pensava che gli atomi fossero i più piccoli elementi costitutivi dell'universo, fino a quando non si scoprì che anche loro erano stati costruiti con dei blocchi costitutivi. Questi elementi costitutivi sono protoni, elettroni e neutroni, e con il progresso della scienza è stato scoperto che ognuno di questi ha le sue proprietà uniche.

Massa

La massa di un individuo protone è 1,672621636 (83) í - 10 (-27) kg. La massa collettiva dei protoni nel nucleo di un atomo è all'incirca uguale alla massa di tutti i neutroni. Di tutto il peso di un atomo, più del 99 percento della massa è contenuto nel nucleo; quindi, quasi la metà della massa dell'atomo è costituita da protoni. La massa di un protone è circa 1.860 volte superiore alla massa di un elettrone.

Carica

La carica del protone è una carica positiva. Il nucleo dell'atomo è costituito dai protoni caricati positivamente e dai neutroni carichi negativamente. La carica positiva che viene trasportata dal protone è chiamata una carica elementare +1, l'esatto opposto della carica negativa che viene trasportata da un singolo elettrone. Si chiama carica elementare perché è teoricamente la più piccola carica possibile. (Da allora si è dimostrato errato con due eccezioni: il quark e la quasiparticella). Una cosa che non è mai stata smentita, tuttavia, è che la carica è una costante. Indipendentemente dalle circostanze, tra cui la temperatura, la pressione e anche il tempo, la carica elementare di un protone non cambierà.

Carica di misura

La carica elettrica in un atomo è stata misurata da un numero di differenti metodi, incluse le costanti Josephson e vonKlitsing. Questi metodi misurano gli effetti prodotti dalle applicazioni delle dosi di tensione e, nel caso di queste ultime, dei campi magnetici. Il metodo di Faraday è un modo per misurare la carica del protone utilizzando la corrente elettrica e misurare la quantità di carica che viene fatta passare attraverso un filo. Il primo esperimento di questo tipo ha comportato l'analisi dei depositi d'argento lasciati dopo una reazione elettrochimica attentamente controllata. Sebbene la misurazione della costante di Faraday sia stata sostituita dall'uso del coulomb (la designazione internazionalmente accettata per una carica elettrica), la costante di Faraday è ancora ampiamente utilizzata nel campo dell'elettrochimica.

Significato

Poiché la carica del protone è positiva, il numero di protoni contro gli elettroni in un atomo è importante per determinare la carica dell'atomo. C'è un atomo che ha solo un singolo protone e nessun neutrone: l'idrogeno. Poiché un neutrone non ha una carica elettrica effettiva, l'unica carica di idrogeno è fornita dal singolo protone. A causa di questa associazione, il termine protone viene talvolta usato come sinonimo del termine ione idrogeno.

Considerazioni

Un cambiamento nella carica di un atomo può rendere instabile l'atomo. L'idrogeno è particolarmente vulnerabile a questo cambiamento, chiamato ionizzazione. Una volta ionizzato, un atomo può essere accelerato da campi elettronici o magnetici. Questo è un processo che può essere utilizzato nelle centrali nucleari, nella produzione di radiazioni di particelle. Durante questo processo, un protone caricato positivamente viene lasciato indietro e può diventare un pericolo per i tessuti viventi. Il processo avviene anche naturalmente, ma alto nell'atmosfera dove non presenta pericolo per il tessuto animale, umano e vegetale.