Indhold
Moderne videnskab opdagede gradvist den bemærkelsesværdige kendsgerning, at al materie - på trods af utallige variationer i fysiske og kemiske egenskaber - er fremstillet af en relativt begrænset gruppe af basisenheder kendt som atomer. Disse atomer er til gengæld simpelthen forskellige arrangementer af tre grundlæggende partikler: elektroner, neutroner og protoner. I en bestemt forstand er protonen den definerende subatomære partikel, fordi et atom klassificeres som et specifikt element baseret på dets antal protoner.
Et afbalanceret atom
Protoner er placeret i en atomkerne, som er en kompakt kerne i midten af atomet. De fleste kerner indeholder også neutroner. Den mest væsentlige egenskab ved en proton er måske dens positive elektriske ladning. Denne ladning er lig i størrelse med elektronens negative elektriske ladning, hvilket betyder, at ladningen af en proton afbalancerer ladningen af et elektron. Neutroner har ingen elektrisk ladning, så et atom har en samlet neutral ladning, så længe dens antal elektroner er lig med antallet af protoner.
Protonmålinger
Protoner har en mindre, men endnu ikke masse. Faktisk danner protoner og neutroner det meste af massen i universet - al materie er sammensat af atomer, og massen af atomer kan primært henføres til protoner og neutroner. Massen af et proton er 1,67 x 10 ^ -27 kg; dette ligner meget en neutronmasse, men langt større end en elektronmasse, der er 9,11 x 10 ^ -31 kg. En proton, selvom næsten ufatteligt lille, har også målelig fysisk størrelse. Moderne forskning viser, at en protons diameter er ca. 1,6 x 10 ^ -13 centimeter.
En stærkere styrke
Coulombs-loven siger, at elektriske ladninger med modsat polaritet oplever en attraktiv kraft, og elektriske ladninger med den samme polaritet oplever en frastødende kraft. Den siger også, at denne kraft er omvendt proportional med kvadratet på afstanden, der adskiller to punktsladninger. Størrelsen af den elektriske kraft mellem to punktladninger stiger således mod uendelig, da punktladningerne kommer meget tæt på hinanden. Dette betyder, at protoner, der er pakket ind i en atomkerne, oplever en enorm frastødende kraft. Kernen forbliver dog intakt på grund af noget, der kaldes den stærke kraft. En af de fire grundlæggende kræfter, den stærke styrke virker på protoner og neutroner og er i stand til at holde dem sammen, fordi den er stærkere end den elektriske kraft mellem protoner.
Donerede protoner
I fysiske forhold diskuteres protoner typisk specifikt som subatomære partikler. Kemikere bruger imidlertid betegnelserne "proton" og "hydrogenion" noget ombytteligt. Hydrogenatomer har en proton og en elektron, og de fleste har nul neutroner. Når et brintatom mister sit elektron og bliver en ion, er det eneste, der er tilbage, en enkelt proton. Denne kendsgerning er et vigtigt aspekt af kemi, fordi koncentrationen af brintioner i en opløsning bestemmer opløsningsgraden af surhed. Det, der gør et stof surt, er med andre ord dets evne til at donere protoner til andre stoffer under kemiske reaktioner.