Alt stof består af elementer. Men hvorfor er alt omkring os så anderledes? Svaret har at gøre med bittesmå partikler. De kaldes protoner. I modsætning til elektroner, som har en negativ ladning, har disse elementarpartikler en positiv ladning. Hvad er disse partikler, og hvordan virker de?
Protoner over alt
Hvilken elementær partikel har en positiv ladning? Alt, hvad der kan røres, ses og føles, består af atomer, de mindste byggesten, der udgør faste stoffer, væsker og gasser. De er for små til at se nærmere på, men de udgør ting som din computer, det vand, du drikker, og endda den luft, du indånder. Der er mange typer atomer, herunder oxygen, nitrogen og jern. Hver af disse typer kaldes elementer.
Nogle af dem er gasser (ilt). Nikkelelementet er sølvfarvet. Der er andreegenskaber, der adskiller disse små partikler fra hinanden. Hvad gør egentlig disse elementer anderledes? Svaret er enkelt: deres atomer har forskellige antal protoner. Denne elementarpartikel har en positiv ladning og er placeret inde i atomets centrum.
Alle atomer er unikke
Atomer er meget ens, men det forskellige antal protoner gør dem til en unik type grundstof. For eksempel har oxygenatomer 8 protoner, brintatomer har kun 1, og guldatomer har 79. Man kan fortælle meget om et atom blot ved at tælle dets protoner. Disse elementarpartikler er placeret i selve kernen. Oprindeligt anset for at være en fundamental partikel, men nyere undersøgelser har vist, at protoner består af mindre ingredienser kaldet kvarker.
Hvad er en proton?
Hvilken elementær partikel har en positiv ladning? Dette er en proton. Dette er navnet på den subatomære partikel, der er i kernen af hvert atom. Faktisk er antallet af protoner i hvert atom atomnummeret. Indtil for nylig blev det betragtet som en fundamental partikel. Nye teknologier har dog ført til opdagelsen af, at protonen består af mindre partikler kaldet kvarker. Kvarken er en fundamental partikel af stof, som først for nylig er blevet opdaget.
Hvor kommer protoner fra?
En elementær partikel med en positiv ladning,kaldet en proton. Disse elementer kan dannes som et resultat af udseendet af ustabile neutroner. Efter omkring 900 sekunder vil neutronen, der preller af kernen, henfalde til andre elementære partikler af atomet: en proton, en elektron og en antineutrino.
I modsætning til neutronen er den frie proton stabil. Når frie protoner interagerer med hinanden, danner de brintmolekyler. Vores sol er, ligesom de fleste andre stjerner i universet, for det meste brint. En proton er den mindste elementarpartikel, der har en ladning på +1. En elektron har en ladning på -1, mens en neutron slet ikke har nogen ladning.
Subatomære partikler: placering og ladning
Elementer er karakteriseret ved deres atomare struktur, bestående af subatomære elementarpartikler: protoner, neutroner og elektroner. De to første grupper er placeret i kernen (midten) af atomet og har en masse på én atommasse. Elektronerne er placeret uden for kernen, i zoner kaldet "skaller". De vejer næsten ingenting. Ved beregning af atommasse lægges der kun vægt på protoner og neutroner. Massen af et atom er deres sum.
Ved at opsummere atommassen af alle atomerne i et molekyle kan man estimere molekylmassen, som er udtrykt i atommasseenheder (kaldet d alton). Hver af de tunge partikler (neutron, proton) vejer én atommasse, så heliumatomet (He), somhar to protoner, to neutroner og to elektroner, vejer omkring fire atommasseenheder (to protoner plus to neutroner). Ud over placering og masse har hver subatomare partikel en egenskab kaldet "ladning". Den kan være "positiv" eller "negativ".
Elementer med samme ladning har tendens til at reflektere hinanden, mens objekter med modsatte ladninger har tendens til at tiltrække hinanden. Hvilken elementarpartikel har en positiv ladning? Dette er en proton. Neutroner har ingen ladning overhovedet, hvilket giver kernen en samlet positiv ladning. Hver elektron har en negativ ladning, som i styrke er lig med en protons positive ladning. Kernens elektroner og protoner tiltrækkes af hinanden, og det er den kraft, der holder atomet sammen, svarende til tyngdekraften, der holder Månen i kredsløb om Jorden.
Stabil subatomær partikel
Hvilken elementær partikel har en positiv ladning? Svaret er kendt: proton. Derudover er den lig med elektronens enhedsladning. Imidlertid er dens masse i hvile 1,67262 × 10-27 kg, hvilket er 1836 gange massen af en elektron. Protoner udgør sammen med elektrisk neutrale partikler kaldet neutroner alle atomkerner undtagen brint. Hver kerne i et givet grundstof har det samme antal protoner. Atomnummeret for dette grundstof bestemmer dets position i det periodiske system.
Opdagelse af protonen
En elementarpartikel med en positiv ladning er protonen, hvis opdagelse går tilbage til de tidligste studier af atomstruktur. Når man studerede strømmene af ioniserede gasformige atomer og molekyler, hvorfra elektroner blev fjernet, blev en positiv partikel bestemt, lig i masse med et brintatom. Ernest Rutherford (1919) viste, at nitrogen, når det bombarderes med alfapartikler, udsender, hvad der ser ud til at være brint. I 1920 isolerede han en elementarpartikel fra brintkerner og kaldte den en proton.
Højenergipartikelfysikforskning i slutningen af det 20. århundrede forbedrede den strukturelle forståelse af protonens natur inden for en gruppe af subatomære partikler. Det er blevet vist, at protoner og neutroner er opbygget af mindre partikler og klassificeres som baryoner - partikler, der består af tre elementære enheder af stof kendt som kvarker.
Subatomær partikel: mod en storslået forenet teori
Atom er et lille stykke stof, som er et specifikt element. I nogen tid troede man, at det var det mindste stykke stof, der kunne eksistere. Men i slutningen af det 19. århundrede og begyndelsen af det 20. århundrede opdagede videnskabsmænd, at atomer består af visse subatomære partikler, og at uanset hvilket grundstof, udgør de samme subatomære partikler et atom. Antallet af forskellige subatomære partikler er det eneste, der ændrer sig.
Forskere erkender nu, at der er mange subatomære partikler. Men for at få succes i kemi behøver du egentlig kun at beskæftige dig med de tre vigtigste: protoner, neutroner og elektroner. Stof kan lades elektrisk på en af to måder: positiv eller negativ.
Hvad kaldes en elementær partikel med en positiv ladning? Svaret er enkelt: en proton, det er ham, der bærer en enhed af positiv ladning. Og på grund af tilstedeværelsen af negativt ladede elektroner er atomet i sig selv neutr alt. Nogle gange kan nogle atomer få eller miste elektroner og få en ladning. I dette tilfælde kaldes de ioner.
Elementære partikler i atomet: et ordnet system
Atomet har en systematisk og ordnet struktur, der giver stabilitet og er ansvarlig for alle slags egenskaber ved stof. Studiet af disse subatomære partikler begyndte for over hundrede år siden, og nu ved vi allerede meget om dem. videnskabsmænd har fundet ud af, at det meste af atomet er tomt og tyndt befolket af "elektroner". De er negativt ladede lette partikler, der kredser om den centrale tunge del, som er 99,99 % af atomets samlede masse. Det var lettere at finde ud af elektronernes natur, men efter adskillige geniale undersøgelser blev det kendt, at kernen omfatter positive protoner og neutrale neutroner.
Hver enhed i universet består af atomer
Nøglen til at forstå de fleste af stoffets egenskaber er, at hver enhed i vores univers består af atomer. Der er 92 naturligt forekommende typer atomer, og de danner molekyler, forbindelser og andre typer stoffer for at skabe den komplekse verden omkring os. Selvom navnet "atom" blev afledt af det græske ord átomos, som betyder "udeleligt", har moderne fysik vist, at det ikke er den endelige byggesten af stof og faktisk "deler sig" i subatomære partikler. De er de virkelige fundamentale enheder, der udgør hele verden.
