Tota la matèria està formada per elements. Però, per què tot el que ens envolta és tan diferent? La resposta té a veure amb petites partícules. S'anomenen protons. A diferència dels electrons, que tenen càrrega negativa, aquestes partícules elementals tenen càrrega positiva. Què són aquestes partícules i com funcionen?
Protons a tot arreu
Quina partícula elemental té càrrega positiva? Tot el que es pot tocar, veure i sentir està format per àtoms, els blocs de construcció més petits que formen sòlids, líquids i gasos. Són massa petits per mirar-los de prop, però formen coses com el vostre ordinador, l'aigua que beu i fins i tot l'aire que respireu. Hi ha molts tipus d'àtoms, inclosos l'oxigen, el nitrogen i el ferro. Cadascun d'aquests tipus s'anomena elements.
Alguns d'ells són gasos (oxigen). L'element de níquel és de color plata. N'hi ha d' altrescaracterístiques que distingeixen aquestes petites partícules entre si. Què fa que aquests elements siguin diferents? La resposta és senzilla: els seus àtoms tenen diferents nombres de protons. Aquesta partícula elemental té una càrrega positiva i es troba dins del centre de l'àtom.
Tots els àtoms són únics
Els àtoms són molt semblants, però el diferent nombre de protons els converteix en un tipus d'element únic. Per exemple, els àtoms d'oxigen tenen 8 protons, els d'hidrogen només 1 i els d'or 79. Es pot dir molt sobre un àtom només comptant els seus protons. Aquestes partícules elementals es troben al mateix nucli. No obstant això, inicialment es pensava que era una partícula fonamental, estudis recents han demostrat que els protons estan formats per ingredients més petits anomenats quarks.
Què és un protó?
Quina partícula elemental té càrrega positiva? Això és un protó. Aquest és el nom de la partícula subatòmica que es troba al nucli de cada àtom. De fet, el nombre de protons de cada àtom és el nombre atòmic. Fins fa poc, es considerava una partícula fonamental. Tanmateix, les noves tecnologies han portat al descobriment que el protó està format per partícules més petites anomenades quarks. El quark és una partícula fonamental de la matèria que només s'ha descobert recentment.
D'on provenen els protons?
Una partícula elemental amb càrrega positiva,anomenat protó. Aquests elements es poden formar com a conseqüència de l'aparició de neutrons inestables. Després d'uns 900 segons, el neutró que rebota al nucli es desintegrarà en altres partícules elementals de l'àtom: un protó, un electró i un antineutri.
A diferència del neutró, el protó lliure és estable. Quan els protons lliures interactuen entre ells, formen molècules d'hidrogen. El nostre sol, com la majoria de les altres estrelles de l'univers, és majoritàriament hidrogen. Un protó és la partícula elemental més petita que té una càrrega de +1. Un electró té una càrrega de -1, mentre que un neutró no té cap càrrega.
Partícules subatòmiques: ubicació i càrrega
Els elements es caracteritzen per la seva estructura atòmica, formada per partícules elementals subatòmiques: protons, neutrons i electrons. Els dos primers grups estan situats al nucli (centre) de l'àtom i tenen una massa d'una massa atòmica. Els electrons es troben fora del nucli, en zones anomenades "petxines". No pesen gairebé res. Quan es calcula la massa atòmica, només es presta atenció als protons i als neutrons. La massa d'un àtom és la seva suma.
En resumir la massa atòmica de tots els àtoms d'una molècula, es pot estimar la massa molecular, que s'expressa en unitats de massa atòmica (anomenades d altons). Cada part de les partícules pesants (neutró, protó) pesa una massa atòmica, de manera que l'àtom d'heli (He), queté dos protons, dos neutrons i dos electrons, pesa unes quatre unitats de massa atòmica (dos protons més dos neutrons). A més de la ubicació i la massa, cada partícula subatòmica té una propietat anomenada "càrrega". Pot ser "positiu" o "negatiu".
Els elements amb la mateixa càrrega tendeixen a reflectir-se, mentre que els objectes amb càrregues oposades tendeixen a atreure's. Quina partícula elemental té càrrega positiva? Això és un protó. Els neutrons no tenen cap càrrega, la qual cosa dóna al nucli una càrrega global positiva. Cada electró té una càrrega negativa, que és igual en força a la càrrega positiva d'un protó. Els electrons i protons del nucli s'atreuen els uns als altres, i aquesta és la força que manté l'àtom unit, semblant a la força de gravetat que manté la Lluna en òrbita al voltant de la Terra.
Partícula subatòmica estable
Quina partícula elemental té càrrega positiva? La resposta és coneguda: protó. A més, és igual en magnitud a la càrrega unitat de l'electró. Tanmateix, la seva massa en repòs és 1,67262 × 10-27 kg, que és 1836 vegades la massa d'un electró. Els protons, juntament amb les partícules elèctricament neutres anomenades neutrons, formen tots els nuclis atòmics excepte l'hidrogen. Cada nucli d'un element químic donat té el mateix nombre de protons. El nombre atòmic d'aquest element determina la seva posició a la taula periòdica.
Descobriment del protó
Una partícula elemental amb càrrega positiva és el protó, el descobriment del qual es remunta als primers estudis de l'estructura atòmica. En estudiar els fluxos d'àtoms i molècules gasoses ionitzades, de les quals s'eliminaven electrons, es va determinar una partícula positiva, igual en massa a un àtom d'hidrogen. Ernest Rutherford (1919) va demostrar que el nitrogen, quan es bombardeja amb partícules alfa, emet el que sembla ser hidrogen. El 1920, va aïllar una partícula elemental dels nuclis d'hidrogen, anomenant-la protó.
La investigació de la física de partícules d' alta energia a finals del segle XX va millorar la comprensió estructural de la naturalesa del protó dins d'un grup de partícules subatòmiques. S'ha demostrat que els protons i els neutrons estan formats per partícules més petites i es classifiquen com a barions, partícules formades per tres unitats elementals de matèria conegudes com quarks.
Partícula subatòmica: cap a una gran teoria unificada
L'àtom és un petit tros de matèria, que és un element específic. Durant un temps es va creure que era la peça de matèria més petita que podia existir. Però a finals del segle XIX i principis del segle XX, els científics van descobrir que els àtoms estaven formats per determinades partícules subatòmiques, i que independentment de quin element, les mateixes partícules subatòmiques formen un àtom. El nombre de partícules subatòmiques diferents és l'únic que canvia.
Els científics reconeixen ara que hi ha moltes partícules subatòmiques. Però per tenir èxit en química, realment només cal tractar amb els tres principals: protons, neutrons i electrons. La matèria es pot carregar elèctricament de dues maneres: positiva o negativa.
Com es diu una partícula elemental amb càrrega positiva? La resposta és senzilla: un protó, és qui porta una unitat de càrrega positiva. I a causa de la presència d'electrons carregats negativament, el propi àtom és neutre. De vegades, alguns àtoms poden guanyar o perdre electrons i guanyar una càrrega. En aquest cas, s'anomenen ions.
Partícules elementals de l'àtom: un sistema ordenat
L'àtom té una estructura sistemàtica i ordenada que proporciona estabilitat i és responsable de tot tipus de propietats de la matèria. L'estudi d'aquestes partícules subatòmiques va començar fa més de cent anys, i a hores d'ara ja en sabem moltes coses. els científics han descobert que la major part de l'àtom està buit i poc poblat per "electrons". Són partícules lleugeres carregades negativament que giren al voltant de la part central pesada, que és el 99,99% de la massa total de l'àtom. Esbrinar la naturalesa dels electrons va ser més fàcil, però després de nombrosos estudis enginyosos, es va saber que el nucli inclou protons positius i neutrons neutres.
Cada unitat de l'univers està formada per àtoms
La clau per entendre la majoria de les propietats de la matèria és que cada unitat del nostre univers està formada per àtoms. Hi ha 92 tipus d'àtoms naturals i formen molècules, compostos i altres tipus de substàncies per crear el món complex que ens envolta. Encara que el nom "àtom" va derivar de la paraula grega átomos, que significa "indivisible", la física moderna ha demostrat que no és el bloc de construcció final de la matèria i de fet "es divideix" en partícules subatòmiques. Són les entitats fonamentals reals que formen el món sencer.
