Spieghiamo cosa sono i protoni, come sono stati scoperti, le loro proprietà e caratteristiche. Inoltre, cosa sono i nucleoni.
Cos'è un protone?
Il protone è un tipo diparticella subatomica, cioè una delle particelle minime che compongono l'atomo. Appartiene alla famiglia dei fermioni ed è dotato dicarica elettrica positivo.
Tutti iquestione è fatto diatomi, e questi a loro volta, sono essenzialmente composti da tre tipi di particelle dotate di diversa carica elettrica: elettroni (carica negativa), ilneutroni (carica neutra) e protoni (carica positiva).
Per molto tempo si è pensato che il protone fosse un tipo fondamentale di particella, cioè che non potesse essere diviso. Tuttavia, oggi ci sono forti prove che sia composto da quark.
In ogni caso, il protone è una particella subatomica stabile. A differenza dell'elettrone, che orbita attorno al nucleo dell'atomo, i protoni sono contenuti nel nucleo atomico insieme ai neutroni, contribuendo alla maggior parte della massa atomica.
Scoperta del protone
I protoni furono scoperti nel 1918 da Ernest Rutherford (1871-1937), un chimico e fisico britannico. Nel bel mezzo di esperimenti con gas di azoto, Rutherford notò che i suoi strumenti rilevavano la presenza di nuclei di idrogeno sparando particelle alfa nel gas.
Concluse che questi nuclei dovevano essere particelle fondamentali della materia, senza sapere in quel momento che, appunto, il nucleo dell'atomo di idrogeno contiene una sola particella: un protone. Pertanto, si è deciso di fornire idrogeno con il numero atomico 1.
Tuttavia, è noto da precedenti esperienze scientifiche che hanno portato a questa scoperta. Ad esempio, il fisico tedesco Eugene Goldstein (1850-1930) nel 1886 trovò ioni positivi all'interno dell'atomo, attraverso esperimenti con raggi catodici.
Inoltre, il britannico J. J. Thompson (1856-1940) aveva già scoperto gli elettroni e la loro carica negativa, cioè era necessario che nell'atomo ci fosse qualche altro tipo di particella con carica opposta.
Proprietà e caratteristiche del protone
I protoni sono particelle composite stabili, molto più massicce di un elettrone (1836 volte) e dotate di una carica elementare positiva di 1 (1,6 x 10-19 C). Sono composti da tre particelle elementari o quark: Due "su"(Sopra) e uno"giù" (qui di seguito). La loro emivita è maggiore di 1035 anni, a partire dal quale sono suscettibili alla decomposizione.
I protoni hanno, come le altre particelle subatomiche, un proprio spin, cioè un momento angolare intrinseco e invariabile, che in questo caso è ½. Questa proprietà è particolarmente utile per la risonanza magnetica nucleare e altre applicazioni tecnologiche moderne.
nucleoni
Poiché si trovano normalmente nel nucleo atomico, protoni e neutroni sono noti come "nucleoni". Gli elettroni, invece, orbitano attorno ad essi in maniera più o meno dispersa.
I nucleoni sono legati tra loro da forti forze nucleari, che solo in atomi particolarmente grandi (come l'uranio) possono cedere ad altre forze, come elettromagnetico.
I nucleoni costituiscono la percentuale maggiore di massa di qualsiasi atomo e quindi determinare la differenza tra a elemento chimico e l'altro: per esempio, l'atomo di idrogeno ha un solo protone nel suo nucleo, mentre l'atomo di elio ha due protoni e uno o due neutroni, a seconda dell'isotopo specifico.
Numero atomico
Nella tavola periodica si può osservare il numero atomico di ogni elemento.Il numero atomico (Z) indica quanti protoni ha un tipo di atomo nel suo nucleo. Ogni elemento chimico ha un numero atomico diverso, sebbene il suo comportamento chimico sia piuttosto determinato dal numero di elettroni cheorbita attorno al suo nucleo (che per un atomo neutro è uguale al numero di protoni).
Così, ad esempio, il cloro (Cl) ha 17 protoni nel suo nucleo, quindi il suo numero atomico è 17. Questo numero non varia mai, nemmeno tra isotopi (versioni) dello stesso atomo, poiché differiscono tra sì solo per il numero di neutroni nel suo nucleo.