Toată materia este formată din elemente. Dar de ce este totul în jurul nostru atât de diferit? Răspunsul are de-a face cu particule minuscule. Se numesc protoni. Spre deosebire de electroni, care au o sarcină negativă, aceste particule elementare au o sarcină pozitivă. Ce sunt aceste particule și cum funcționează?
Protoni peste tot
Care particulă elementară are sarcină pozitivă? Tot ceea ce poate fi atins, văzut și simțit este alcătuit din atomi, cele mai mici blocuri care formează solidele, lichidele și gazele. Sunt prea mici pentru a le arunca o privire mai atentă, dar alcătuiesc lucruri precum computerul, apa pe care o bei și chiar aerul pe care îl respiri. Există multe tipuri de atomi, inclusiv oxigen, azot și fier. Fiecare dintre aceste tipuri se numește elemente.
Unele dintre ele sunt gaze (oxigen). Elementul de nichel este de culoare argintie. Mai sunt și altelecaracteristici care disting aceste particule minuscule unele de altele. Ce face de fapt aceste elemente diferite? Răspunsul este simplu: atomii lor au un număr diferit de protoni. Această particulă elementară are o sarcină pozitivă și este situată în centrul atomului.
Toți atomii sunt unici
Atomii sunt foarte asemănători, dar numărul diferit de protoni îi face un tip unic de element. De exemplu, atomii de oxigen au 8 protoni, atomii de hidrogen au doar 1, iar atomii de aur au 79. Puteți spune multe despre un atom doar numărându-i protonii. Aceste particule elementare sunt situate în nucleul însuși. Cu toate acestea, inițial considerată a fi o particulă fundamentală, studii recente au arătat că protonii sunt alcătuiți din ingrediente mai mici numite quarci.
Ce este un proton?
Care particulă elementară are sarcină pozitivă? Acesta este un proton. Acesta este numele particulei subatomice care se află în nucleul fiecărui atom. De fapt, numărul de protoni din fiecare atom este numărul atomic. Până de curând, a fost considerată o particulă fundamentală. Cu toate acestea, noile tehnologii au condus la descoperirea că protonul este format din particule mai mici numite quarci. Cuarcul este o particulă fundamentală de materie care a fost descoperită doar recent.
De unde provin protonii?
O particulă elementară cu sarcină pozitivă,numit proton. Aceste elemente se pot forma ca urmare a apariției neutronilor instabili. După aproximativ 900 de secunde, neutronul care sare de pe nucleu se va descompune în alte particule elementare ale atomului: un proton, un electron și un antineutrin.
Spre deosebire de neutron, protonul liber este stabil. Când protonii liberi interacționează între ei, formează molecule de hidrogen. Soarele nostru, ca majoritatea celorl alte stele din univers, este în mare parte hidrogen. Un proton este cea mai mică particulă elementară care are o sarcină de +1. Un electron are o sarcină de -1, în timp ce un neutron nu are nicio sarcină.
Particule subatomice: locație și încărcare
Elementele se caracterizează prin structura lor atomică, constând din particule elementare subatomice: protoni, neutroni și electroni. Primele două grupuri sunt situate în nucleul (centrul) atomului și au o masă de o masă atomică. Electronii sunt localizați în afara nucleului, în zone numite „cochilii”. Nu cântăresc aproape nimic. Când se calculează masa atomică, se acordă atenție numai protonilor și neutronilor. Masa unui atom este suma lor.
Însumând masa atomică a tuturor atomilor dintr-o moleculă, se poate estima masa moleculară, care este exprimată în unități de masă atomică (numite d altoni). Fiecare dintre particulele grele (neutron, proton) cântărește o masă atomică, deci atomul de heliu (He), careare doi protoni, doi neutroni și doi electroni, cântărește aproximativ patru unități de masă atomică (doi protoni plus doi neutroni). Pe lângă locație și masă, fiecare particulă subatomică are o proprietate numită „sarcină”. Poate fi „pozitiv” sau „negativ”.
Elementele cu aceeași sarcină tind să se reflecte unele pe altele, în timp ce obiectele cu sarcini opuse tind să se atragă unele pe altele. Ce particulă elementară are sarcină pozitivă? Acesta este un proton. Neutronii nu au nicio sarcină, ceea ce conferă nucleului o sarcină generală pozitivă. Fiecare electron are o sarcină negativă, care este egală ca putere cu sarcina pozitivă a unui proton. Electronii și protonii nucleului sunt atrași unul de celăl alt, iar aceasta este forța care ține atomul împreună, similară cu forța gravitațională care menține Luna pe orbită în jurul Pământului.
Particulă subatomică stabilă
Care particulă elementară are sarcină pozitivă? Răspunsul este cunoscut: proton. În plus, este egală ca mărime cu sarcina unitară a electronului. Cu toate acestea, masa sa în repaus este de 1,67262 × 10-27 kg, care este de 1836 de ori masa unui electron. Protonii, împreună cu particulele neutre din punct de vedere electric numite neutroni, formează toate nucleele atomice, cu excepția hidrogenului. Fiecare nucleu al unui element chimic dat are același număr de protoni. Numărul atomic al acestui element determină poziția sa în tabelul periodic.
Descoperirea protonului
O particulă elementară cu sarcină pozitivă este protonul, a cărui descoperire datează din cele mai vechi studii ale structurii atomice. La studierea fluxurilor de atomi și molecule gazoase ionizate, din care au fost îndepărtați electroni, s-a determinat o particulă pozitivă, egală în masă cu un atom de hidrogen. Ernest Rutherford (1919) a arătat că azotul, atunci când este bombardat cu particule alfa, emite ceea ce pare a fi hidrogen. Până în 1920, a izolat o particulă elementară din nucleele de hidrogen, numind-o proton.
Cercetarea în fizica particulelor de în altă energie la sfârșitul secolului al XX-lea a îmbunătățit înțelegerea structurală a naturii protonului într-un grup de particule subatomice. S-a demonstrat că protonii și neutronii sunt formați din particule mai mici și sunt clasificați ca barioni - particule formate din trei unități elementare de materie cunoscute sub numele de quarci.
Particulă subatomică: spre o teorie mare unificată
Atomul este o mică bucată de materie, care este un element specific. De ceva vreme s-a crezut că este cea mai mică bucată de materie care ar putea exista. Dar la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, oamenii de știință au descoperit că atomii sunt formați din anumite particule subatomice și că indiferent de element, aceleași particule subatomice formează un atom. Numărul de particule subatomice diferite este singurul lucru care se schimbă.
Oamenii de știință recunosc acum că există multe particule subatomice. Dar pentru a avea succes în chimie, trebuie să te ocupi doar de cele trei principale: protoni, neutroni și electroni. Materia poate fi încărcată electric în unul din două moduri: pozitiv sau negativ.
Cum se numește o particulă elementară cu sarcină pozitivă? Răspunsul este simplu: un proton, acesta este cel care poartă o unitate de sarcină pozitivă. Și datorită prezenței electronilor încărcați negativ, atomul în sine este neutru. Uneori, unii atomi pot câștiga sau pierde electroni și pot câștiga o sarcină. În acest caz, se numesc ioni.
Particule elementare ale atomului: un sistem ordonat
Atomul are o structură sistematică și ordonată care asigură stabilitate și este responsabil pentru tot felul de proprietăți ale materiei. Studiul acestor particule subatomice a început cu peste o sută de ani în urmă, iar până acum știm deja multe despre ele. oamenii de știință au descoperit că cea mai mare parte a atomului este goală și puțin populată de „electroni”. Sunt particule ușoare încărcate negativ care se învârt în jurul părții grele centrale, care reprezintă 99,99% din masa totală a atomului. Aflarea naturii electronilor a fost mai ușoară, dar după numeroase studii ingenioase, a devenit cunoscut faptul că nucleul include protoni pozitivi și neutroni neutri.
Fiecare unitate din univers este formată din atomi
Cheia pentru înțelegerea majorității proprietăților materiei este că fiecare unitate din universul nostru este formată din atomi. Există 92 de tipuri de atomi care apar în mod natural și formează molecule, compuși și alte tipuri de substanțe pentru a crea lumea complexă din jurul nostru. Deși numele „atom” a fost derivat din cuvântul grecesc átomos, care înseamnă „indivizibil”, fizica modernă a arătat că nu este blocul final al materiei și, într-adevăr, „se împarte” în particule subatomice. Ele sunt adevăratele entități fundamentale care alcătuiesc întreaga lume.
