Sva materija je sastavljena od elemenata. Ali zašto je sve oko nas tako drugačije? Odgovor ima veze sa sitnim česticama. Zovu se protoni. Za razliku od elektrona koji imaju negativan naboj, ove elementarne čestice imaju pozitivan naboj. Što su to čestice i kako djeluju?
Protoni posvuda
Koja elementarna čestica ima pozitivan naboj? Sve što se može dotaknuti, vidjeti i osjetiti sastoji se od atoma, najmanjih građevnih blokova koji čine čvrste tvari, tekućine i plinove. Premali su da bi ih bolje pogledali, ali čine stvari poput vašeg računala, vode koju pijete, pa čak i zraka koji udišete. Postoje mnoge vrste atoma, uključujući kisik, dušik i željezo. Svaka od ovih vrsta naziva se elementima.
Neki od njih su plinovi (kisik). Element nikla je srebrne boje. Ima i drugihznačajke koje razlikuju ove sitne čestice jedne od drugih. Što zapravo čini ove elemente različitim? Odgovor je jednostavan: njihovi atomi imaju različit broj protona. Ova elementarna čestica ima pozitivan naboj i nalazi se unutar središta atoma.
Svi atomi su jedinstveni
Atomi su vrlo slični, ali različit broj protona čini ih jedinstvenom vrstom elementa. Na primjer, atomi kisika imaju 8 protona, atomi vodika imaju samo 1, a atomi zlata imaju 79. Možete puno reći o atomu samo prebrojavanjem njegovih protona. Ove elementarne čestice nalaze se u samoj jezgri. Izvorno se smatralo da je temeljna čestica, međutim, nedavne studije su pokazale da se protoni sastoje od manjih sastojaka zvanih kvarkovi.
Što je proton?
Koja elementarna čestica ima pozitivan naboj? Ovo je proton. Ovo je naziv subatomske čestice koja se nalazi u jezgri svakog atoma. U stvari, broj protona u svakom atomu je atomski broj. Do nedavno se smatrao temeljnom česticom. Međutim, nove tehnologije dovele su do otkrića da se proton sastoji od manjih čestica zvanih kvarkovi. Kvark je temeljna čestica materije koja je tek nedavno otkrivena.
Odakle dolaze protoni?
Elementarna čestica s pozitivnim nabojem,naziva proton. Ovi elementi mogu nastati kao rezultat pojave nestabilnih neutrona. Nakon otprilike 900 sekundi, neutron koji se odbija od jezgre će se raspasti na druge elementarne čestice atoma: proton, elektron i antineutrino.
Za razliku od neutrona, slobodni proton je stabilan. Kada slobodni protoni međusobno djeluju, tvore molekule vodika. Naše sunce, kao i većina drugih zvijezda u svemiru, uglavnom je vodik. Proton je najmanja elementarna čestica koja ima naboj od +1. Elektron ima naboj od -1, dok neutron uopće nema naboj.
Subatomske čestice: lokacija i naboj
Elemente karakterizira njihova atomska struktura, koja se sastoji od subatomskih elementarnih čestica: protona, neutrona i elektrona. Prve dvije skupine nalaze se u jezgri (središtu) atoma i imaju masu od jedne atomske mase. Elektroni se nalaze izvan jezgre, u zonama koje se nazivaju "ljuske". Ne teže gotovo ništa. Pri izračunu atomske mase pažnja se obraća samo na protone i neutrone. Masa atoma je njihov zbroj.
Zbrajanjem atomske mase svih atoma u molekuli, može se procijeniti molekularna masa, koja je izražena u jedinicama atomske mase (zvane d altoni). Svaka od teških čestica (neutron, proton) teži jednu atomsku masu, pa atom helija (He) kojiima dva protona, dva neutrona i dva elektrona, teži oko četiri jedinice atomske mase (dva protona plus dva neutrona). Osim položaja i mase, svaka subatomska čestica ima svojstvo zvano "naboj". Može biti "pozitivno" ili "negativno".
Elementi s istim nabojem imaju tendenciju da se međusobno reflektiraju, dok se objekti suprotnih naboja međusobno privlače. Koja elementarna čestica ima pozitivan naboj? Ovo je proton. Neutroni uopće nemaju naboj, što jezgri daje ukupni pozitivan naboj. Svaki elektron ima negativan naboj, koji je po snazi jednak pozitivnom naboju protona. Elektroni i protoni jezgre privlače se jedni drugima, a to je sila koja drži atom zajedno, slično sili gravitacije koja drži Mjesec u orbiti oko Zemlje.
Stabilna subatomska čestica
Koja elementarna čestica ima pozitivan naboj? Odgovor je poznat: proton. Osim toga, ona je po veličini jednaka jediničnom naboju elektrona. Međutim, njegova masa u mirovanju je 1,67262 × 10-27 kg, što je 1836 puta više od mase elektrona. Protoni, zajedno s električnim neutralnim česticama zvanim neutroni, čine sve atomske jezgre osim vodika. Svaka jezgra određenog kemijskog elementa ima isti broj protona. Atomski broj ovog elementa određuje njegovu poziciju u periodnom sustavu.
Otkriće protona
Elementarna čestica s pozitivnim nabojem je proton, čije otkriće datira još od najranijih studija atomske strukture. Prilikom proučavanja tokova ioniziranih plinovitih atoma i molekula, iz kojih su uklonjeni elektroni, određena je pozitivna čestica, po masi jednaka atomu vodika. Ernest Rutherford (1919) pokazao je da dušik, kada je bombardiran alfa česticama, emitira ono što se čini kao vodik. Do 1920. izolirao je elementarnu česticu iz jezgri vodika, nazivajući je protonom.
Istraživanja fizike visokih energija na kraju 20. stoljeća poboljšala su strukturno razumijevanje prirode protona unutar skupine subatomskih čestica. Pokazalo se da se protoni i neutroni sastoje od manjih čestica i klasificiraju se kao barioni - čestice sastavljene od tri elementarne jedinice materije poznate kao kvarkovi.
Subatomska čestica: ka velikoj ujedinjenoj teoriji
Atom je mali komad materije, koji je specifičan element. Neko vrijeme se vjerovalo da je to najmanji komad materije koji može postojati. No, krajem 19. stoljeća i početkom 20. stoljeća znanstvenici su otkrili da se atomi sastoje od određenih subatomskih čestica i da bez obzira koji element, iste subatomske čestice čine atom. Broj različitih subatomskih čestica je jedina stvar koja se mijenja.
Znanstvenici sada prepoznaju da postoji mnogo subatomskih čestica. Ali da biste bili uspješni u kemiji, trebate se baviti samo trima glavnim: protonima, neutronima i elektronima. Materija se može električno nabiti na jedan od dva načina: pozitivno ili negativno.
Kako se zove elementarna čestica s pozitivnim nabojem? Odgovor je jednostavan: proton, on je taj koji nosi jednu jedinicu pozitivnog naboja. A zbog prisutnosti negativno nabijenih elektrona, sam atom je neutralan. Ponekad neki atomi mogu dobiti ili izgubiti elektrone i dobiti naboj. U ovom slučaju nazivaju se ioni.
Elementarne čestice atoma: uređeni sustav
Atom ima sustavnu i uređenu strukturu koja osigurava stabilnost i odgovorna je za sve vrste svojstava materije. Proučavanje ovih subatomskih čestica počelo je prije više od stotinu godina, a do sada već znamo puno o njima. znanstvenici su otkrili da je veći dio atoma prazan i rijetko naseljen "elektronima". Oni su negativno nabijene svjetlosne čestice koje se okreću oko središnjeg teškog dijela, što čini 99,99% ukupne mase atoma. Otkrivanje prirode elektrona bilo je lakše, ali nakon brojnih genijalnih istraživanja postalo je poznato da jezgra uključuje pozitivne protone i neutralne neutrone.
Svaka jedinica u svemiru sastoji se od atoma
Ključ za razumijevanje većine svojstava materije je da se svaka jedinica u našem svemiru sastoji od atoma. Postoje 92 prirodne vrste atoma, a oni tvore molekule, spojeve i druge vrste tvari kako bi stvorili složeni svijet oko nas. Iako je naziv "atom" izveden iz grčke riječi átomos, što znači "nedjeljiv", moderna fizika je pokazala da on nije konačni građevni blok materije i da se zapravo "dijeli" na subatomske čestice. Oni su pravi temeljni entiteti koji čine cijeli svijet.
