Protonní náboj je základní hodnotou fyziky elementárních částic

Pokud jste obeznámeni se strukturou atomu, pravděpodobně víte, že atom jakéhokoliv prvku se skládá ze tří typů elementárních částic: protony, elektrony, neutrony. Protony v kombinaci s neutrony tvoří atomové jádro chemický prvek. Protože náboj protonu je kladný, atomové jádro je vždy kladně nabité. Elektrická náplň atomového jádra kompenzuje okolní oblak ostatních elementární částice. Záporně nabitý elektron je složka atomu, která stabilizuje náboj protonu. V závislosti na tom, kolik elektronů obklopuje jádro, tento prvek může být buď elektricky neutrální (v případě stejného počtu protonů a elektronů v atomu), nebo mít kladný nebo záporný náboj (v případě nedostatku nebo přebytek elektronů, v tomto pořadí). Atom prvku nesoucího určitý náboj se nazývá iont.

Je důležité si uvědomit, že počet protonů určuje vlastnosti prvků a jejich polohu v periodické tabulce. D. I. Mendelejev. Neutrony obsažené v atomovém jádru nemají žádný náboj. Vzhledem k tomu, že neutronová hmota a protony jsou vzájemně korelovány a prakticky se rovnají, a elektronová hmotnost je ve srovnání s nimi zanedbatelně malá (v roce 1836 krát méně hmotnost protonů), pak počet neutronů v jádru atomu hraje velmi důležitou roli, jmenovitě: určuje stabilitu systému a rychlost rozpad radioaktivních látek jádra. Izotop (odrůda) prvku je určen obsahem neutronů.

Nicméně, v důsledku nesouladu masy nabitých částic, protony a elektrony mají různé specifické náboj (tato hodnota byla určena poměrem elementárních částic náboje k jeho hmotnosti). V důsledku toho je specifický náboj protonu je 9.578756 (27) middot-107 C / kg proti -1.758820088 (39) middot-1011 v elektronu. Vzhledem k vysoké hodnotě specifického náboje nemusí volné protony existovat v kapalném médiu: jsou vhodné pro hydrataci.

Hmotnost a náboj protonu jsou specifické hodnoty, které by mohly vzniknout na začátku minulého století. Kdo z vědců to udělal - jeden z největších - objev dvacátého století? V roce 1913, Rutherford, na základě skutečnosti, že hmotnosti všech známých chemických prvků je větší než hmotnost atomu vodíku na celočíselný počet časů, navrhl, že jádro atomu vodíku zahrnuty v jádře atom jakéhokoliv prvku. O něco později Rutherford provedl experiment, ve kterém studoval interakci jader atomu dusíku s alfa částicemi. Jako výsledek experimentu z jádra atomu letěl částice, která Rutherford názvem „proton“ (z řeckého slova „Protos“ - první), a navrhl, že to je jádro atomu vodíku. Předpoklad byl experimentálně prokázán v průběhu tohoto vědeckého experimentu v komoře Wilson.

Rutherford stejná hypotéza o existenci částice v atomového jádra byla provedena v roce 1920, která se rovná hmotnosti protonu, ale nese žádný elektrický náboj. Nicméně, Rutherford sám nebyl schopen detekovat tuto částicu. Ale v roce 1932, jeho žák Chadwick experimentálně prokázal existenci neutronů v jádře - částice, jak se očekávalo Rutherford, přibližně stejně v protonové hmoty. Zjišťování neutronů bylo obtížnější, protože nemají elektrický náboj a proto nezačnou interagovat s jinými jádry. Nedostatek náboje vysvětluje tuto vlastnost neutronů jako velice pronikavou sílu.

Protony a neutrony jsou v atomovém jádru vázány velmi silnou interakcí. Nyní fyzici souhlasí s myšlenkou, že tyto dva elementární jaderné částice jsou velmi podobné. Takže mají stejnou záda a jaderné síly se na ně chovají přesně stejným způsobem. Jediný rozdíl je, že náboj protonu je kladný, neutron nemá vůbec žádný náboj. Ale jelikož elektrický náboj v nukleárních interakcích nezáleží, může být považován pouze za druh protonové etikety. Pokud zbavíme protonu elektrického náboje, ztratí jeho individualitu.