Pojasnimo, kaj so protoni, kako so bili odkriti, njihove lastnosti in značilnosti. Tudi kaj so nukleoni.
Kaj je proton?
Proton je vrstasubatomski delec, torej eden od najmanjših delcev, ki sestavljajo atom. Spada v družino fermionov in je obdarjen zelektrični naboj pozitivno.
Vsezadeva je narejen izatomi, ti pa so v bistvu sestavljeni iz treh vrst delcev, obdarjenih z različnim električnim nabojem: elektronov (negativni naboj),nevtroni (nevtralni naboj) in protoni (pozitivni naboj).
Dolgo časa je veljalo, da je proton osnovna vrsta delcev, torej da ga ni mogoče razdeliti. Vendar pa danes obstajajo trdni dokazi, da je sestavljen iz kvarkov.
V vsakem primeru je proton stabilen subatomski delec. Za razliko od elektrona, ki kroži okoli jedra atoma, so protoni vsebovani v atomskem jedru skupaj z nevtroni, ki prispevajo večino atomske mase.
Odkritje protona
Protone je leta 1918 odkril Ernest Rutherford (1871-1937), britanski kemik in fizik. Sredi poskusov z plin dušika, je Rutherford ugotovil, da so njegovi instrumenti zaznali prisotnost vodikovih jeder s sprožitvijo alfa delcev na plin.
Sklenil je, da morajo biti ta jedra temeljni delci snovi, ne da bi takrat vedel, da natančno jedro vodikovega atoma vsebuje en sam delec: proton. Zato je bilo odločeno, da se z vodikom zagotovi atomsko število 1.
Vendar pa je znano iz prejšnjih znanstvenih izkušenj, ki so privedle do tega odkritja. Na primer, nemški fizik Eugene Goldstein (1850-1930) je leta 1886 s poskusi s katodnimi žarki našel pozitivne ione znotraj atoma.
Poleg tega je Britanec J. J. Thompson (1856-1940) že odkril elektrone in njihov negativni naboj, torej je bilo nujno, da je v atomu še kakšna druga vrsta delcev z nasprotnim nabojem.
Lastnosti in značilnosti protona
Protoni so stabilni sestavljeni delci, veliko masivnejši od elektrona (1836-krat) in obdarjeni s pozitivnim elementarnim nabojem 1 (1,6 x 10-19 C). Sestavljeni so iz treh elementarnih delcev oz kvarkov: dva "gor"(zgoraj) in ena"dol« (spodaj). Njihova razpolovna doba je daljša od 1035 let, od takrat pa so dovzetni za razgradnjo.
Protoni imajo, tako kot drugi subatomski delci, svoj spin, to je intrinzičen in nespremenljiv kotni moment, ki je v tem primeru ½. Ta lastnost je še posebej uporabna za jedrsko magnetno resonanco in druge sodobne tehnološke aplikacije.
Nukleoni
Ker jih običajno najdemo v atomskem jedru, so protoni in nevtroni znani kot "nukleoni". Po drugi strani pa elektroni krožijo okoli njih bolj ali manj razpršeno.
Nukleone med seboj povezujejo močne jedrske sile, ki lahko le v posebej velikih atomih (kot je uran) popustijo drugim silam, kot je npr. elektromagnetno.
Nukleoni predstavljajo največji odstotek maso katerega koli atoma in zato določi razliko med a kemični element in drugo: atom vodika ima na primer samo en proton v jedru, medtem ko ima atom helija dva protona in enega ali dva nevtrona, odvisno od specifičnega izotopa.
Atomsko število
V periodnem sistemu je mogoče opazovati atomsko številko vsakega elementa.The atomsko število (Z) označuje, koliko protonov ima vrsta atoma v svojem jedru. Vsak kemični element ima drugačno atomsko številko, čeprav je njegovo kemično obnašanje precej odvisno od števila elektronov, ki jihorbita okoli svojega jedra (ki je za nevtralni atom enako številu protonov).
Tako ima na primer klor (Cl) v jedru 17 protonov, tako da je njegovo atomsko število 17. To število se nikoli ne spreminja, niti med izotopi (različicami) istega atoma, saj se med da razlikujejo le po številu nevtronov v svojem jedru.