• Τι είναι ένα πρωτόνιο;
• Ανακάλυψη του πρωτονίου
• Ιδιότητες και χαρακτηριστικά του πρωτονίου
• Νουκλεόνια
• Ατομικός αριθμός

Εξηγούμε τι είναι τα πρωτόνια, πώς ανακαλύφθηκαν, τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά τους. Επίσης, τι είναι τα νουκλεόνια.

Τα πρωτόνια βρίσκονται στον πυρήνα των ατόμων.

Τι είναι ένα πρωτόνιο;

Το πρωτόνιο είναι ένας τύποςυποατομικό σωματίδιο, δηλαδή ένα από τα ελάχιστα σωματίδια που αποτελούν το άτομο. Ανήκει στην οικογένεια των φερμιονίων και είναι προικισμένο μεηλεκτρικό φορτίο θετικός.

Ολα ταύλη είναι φτιαγμένο απόάτομα, και αυτά με τη σειρά τους, αποτελούνται ουσιαστικά από τρεις τύπους σωματιδίων προικισμένα με διαφορετικό ηλεκτρικό φορτίο: ηλεκτρόνια (αρνητική επιβάρυνση), ηνετρόνια (ουδέτερο φορτίο) και πρωτόνια (θετικό φορτίο).

Για πολύ καιρό πιστευόταν ότι το πρωτόνιο ήταν ένας θεμελιώδης τύπος σωματιδίου, δηλαδή δεν μπορούσε να διαιρεθεί. Ωστόσο, σήμερα υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι αποτελείται από κουάρκ.

Σε κάθε περίπτωση, το πρωτόνιο είναι ένα σταθερό υποατομικό σωματίδιο. Σε αντίθεση με το ηλεκτρόνιο, το οποίο περιφέρεται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου, τα πρωτόνια περιέχονται στον ατομικό πυρήνα μαζί με τα νετρόνια, συμβάλλοντας στο μεγαλύτερο μέρος της ατομικής μάζας.

Ανακάλυψη του πρωτονίου

Ο Ernest Rutherford ανακάλυψε το πρωτόνιο πειραματιζόμενος με άζωτο.

Τα πρωτόνια ανακαλύφθηκαν το 1918 από τον Έρνεστ Ράδερφορντ (1871-1937), έναν Βρετανό χημικό και φυσικό. Εν μέσω πειραμάτων με αέριο αζώτου, ο Rutherford σημείωσε ότι τα όργανά του ανίχνευσαν την παρουσία πυρήνων υδρογόνου πυροδοτώντας σωματίδια άλφα στο αέριο.

Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτοί οι πυρήνες πρέπει να είναι θεμελιώδη σωματίδια της ύλης, χωρίς να γνωρίζει εκείνη τη στιγμή ότι, ακριβώς, ο πυρήνας του ατόμου του υδρογόνου περιέχει ένα μόνο σωματίδιο: ένα πρωτόνιο. Έτσι, αποφασίστηκε η παροχή υδρογόνου με το ατομικός αριθμός 1.

Ωστόσο, είναι γνωστό από προηγούμενες επιστημονικές εμπειρίες που οδήγησαν σε αυτή την ανακάλυψη. Για παράδειγμα, ο Γερμανός φυσικός Eugene Goldstein (1850-1930) το 1886 βρήκε θετικά ιόντα μέσα στο άτομο, μέσω πειραμάτων με καθοδικές ακτίνες.

Επιπλέον, ο Βρετανός J. J. Thompson (1856-1940) είχε ήδη ανακαλύψει τα ηλεκτρόνια και το αρνητικό φορτίο τους, δηλαδή ήταν απαραίτητο να υπάρχει κάποιος άλλος τύπος σωματιδίου με αντίθετο φορτίο στο άτομο.

Ιδιότητες και χαρακτηριστικά του πρωτονίου

Κάθε πρωτόνιο αποτελείται από δύο «επάνω» κουάρκ και ένα «κάτω» κουάρκ.

Τα πρωτόνια είναι σταθερά σύνθετα σωματίδια, πολύ πιο μαζικά από ένα ηλεκτρόνιο (1836 φορές) και προικισμένα με θετικό στοιχειακό φορτίο 1 (1,6 x 10-19 C). Αποτελούνται από τρία στοιχειώδη σωματίδια ή κουάρκ: δύο "πάνω"(Πάνω) και ένα"κάτω" (παρακάτω). Ο χρόνος ημιζωής τους είναι μεγαλύτερος από 1035 χρόνια, οπότε και είναι επιρρεπείς σε αποσύνθεση.

Τα πρωτόνια έχουν, όπως και άλλα υποατομικά σωματίδια, το δικό τους σπιν, δηλαδή μια εγγενή και αμετάβλητη γωνιακή ορμή, η οποία στην περίπτωση αυτή είναι ½. Αυτή η ιδιότητα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό και άλλες σύγχρονες τεχνολογικές εφαρμογές.

Νουκλεόνια

Δεδομένου ότι βρίσκονται κανονικά στον ατομικό πυρήνα, τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι γνωστά ως «νουκλεόνια». Τα ηλεκτρόνια, από την άλλη, περιφέρονται γύρω τους με περισσότερο ή λιγότερο διάσπαρτο τρόπο.

Τα νουκλεόνια συνδέονται μεταξύ τους με ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις, οι οποίες μόνο σε ιδιαίτερα μεγάλα άτομα (όπως το ουράνιο) μπορούν να υποχωρήσουν σε άλλες δυνάμεις, όπως π.χ. ηλεκτρομαγνητικός.

Τα νουκλεόνια αποτελούν το μεγαλύτερο ποσοστό των μάζα οποιουδήποτε ατόμου και επομένως προσδιορίστε τη διαφορά μεταξύ α χημικό στοιχείο και το άλλο: για παράδειγμα, το άτομο υδρογόνου έχει μόνο ένα πρωτόνιο στον πυρήνα του, ενώ το άτομο ηλίου έχει δύο πρωτόνια και ένα ή δύο νετρόνια, ανάλογα με το συγκεκριμένο ισότοπο.

Ατομικός αριθμός

Στον περιοδικό πίνακα μπορεί να παρατηρηθεί ο ατομικός αριθμός κάθε στοιχείου.

ο ατομικός αριθμός Το (Ζ) δείχνει πόσα πρωτόνια έχει ένας τύπος ατόμου στον πυρήνα του. Κάθε χημικό στοιχείο έχει διαφορετικό ατομικό αριθμό, αν και η χημική του συμπεριφορά καθορίζεται μάλλον από τον αριθμό των ηλεκτρονίων πουτροχιά γύρω από τον πυρήνα του (ο οποίος για ένα ουδέτερο άτομο είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων).

Έτσι, για παράδειγμα, το χλώριο (Cl) έχει 17 πρωτόνια στον πυρήνα του, με αποτέλεσμα ο ατομικός του αριθμός να είναι 17. Αυτός ο αριθμός δεν μεταβάλλεται ποτέ, ούτε καν μεταξύ ισοτόπων (εκδοχών) του ίδιου ατόμου, αφού διαφέρουν μεταξύ του ναι μόνο από τον αριθμό των νετρονίων στον πυρήνα του.