All materia består av element. Men varför är allt omkring oss så annorlunda? Svaret har att göra med små partiklar. De kallas protoner. Till skillnad från elektroner, som har en negativ laddning, har dessa elementarpartiklar en positiv laddning. Vad är dessa partiklar och hur fungerar de?
Protoner överallt
Vilken elementarpartikel har en positiv laddning? Allt som kan röras, ses och kännas består av atomer, de minsta byggstenarna som utgör fasta ämnen, vätskor och gaser. De är för små för att ta en närmare titt på, men de utgör saker som din dator, vattnet du dricker och till och med luften du andas. Det finns många typer av atomer, inklusive syre, kväve och järn. Var och en av dessa typer kallas element.
En del av dem är gaser (syre). Nickelelementet är silverfärgat. Det finns andraegenskaper som skiljer dessa små partiklar från varandra. Vad är det som egentligen skiljer dessa element? Svaret är enkelt: deras atomer har olika antal protoner. Denna elementarpartikel har en positiv laddning och är belägen inuti atomens centrum.
Alla atomer är unika
Atomer är väldigt lika, men det olika antalet protoner gör dem till en unik typ av element. Till exempel har syreatomer 8 protoner, väteatomer har bara 1 och guldatomer har 79. Du kan berätta mycket om en atom bara genom att räkna dess protoner. Dessa elementarpartiklar finns i själva kärnan. Ursprungligen ansågs vara en fundamental partikel, men nyare studier har visat att protoner består av mindre ingredienser som kallas kvarkar.
Vad är en proton?
Vilken elementarpartikel har en positiv laddning? Detta är en proton. Detta är namnet på den subatomära partikel som finns i kärnan i varje atom. Faktum är att antalet protoner i varje atom är atomnumret. Tills nyligen ansågs det vara en fundamental partikel. Ny teknik har dock lett till upptäckten att protonen består av mindre partiklar som kallas kvarkar. Kvarken är en grundläggande partikel av materia som nyligen har upptäckts.
Var kommer protoner ifrån?
En elementarpartikel med en positiv laddning,kallas en proton. Dessa element kan bildas som ett resultat av uppkomsten av instabila neutroner. Efter cirka 900 sekunder kommer neutronen som studsar från kärnan att sönderfalla till andra elementarpartiklar i atomen: en proton, en elektron och en antineutrino.
Till skillnad från neutronen är den fria protonen stabil. När fria protoner interagerar med varandra bildar de vätemolekyler. Vår sol, som de flesta andra stjärnor i universum, består till största delen av väte. En proton är den minsta elementarpartikel som har en laddning på +1. En elektron har en laddning på -1, medan en neutron inte har någon laddning alls.
Subatomära partiklar: plats och laddning
Element kännetecknas av sin atomära struktur, bestående av subatomära elementarpartiklar: protoner, neutroner och elektroner. De två första grupperna är belägna i atomens kärna (centrum) och har en massa på en atommassa. Elektronerna är placerade utanför kärnan, i zoner som kallas "skal". De väger nästan ingenting. Vid beräkning av atommassa ägnas uppmärksamhet endast åt protoner och neutroner. Massan av en atom är deras summa.
Genom att summera atommassan för alla atomer i en molekyl kan man uppskatta molekylmassan, som uttrycks i enheter av atommassa (kallas d alton). Var och en av de tunga partiklarna (neutron, proton) väger en atommassa, så heliumatomen (He), somhar två protoner, två neutroner och två elektroner, väger cirka fyra atommassaenheter (två protoner plus två neutroner). Förutom plats och massa har varje subatomär partikel en egenskap som kallas "laddning". Det kan vara "positivt" eller "negativt".
Element med samma laddning tenderar att reflektera varandra, medan objekt med motsatta laddningar tenderar att attrahera varandra. Vilken elementarpartikel har en positiv laddning? Detta är en proton. Neutroner har ingen laddning alls, vilket ger kärnan en övergripande positiv laddning. Varje elektron har en negativ laddning, som är lika stark som en protons positiva laddning. Kärnans elektroner och protoner attraheras av varandra, och detta är kraften som håller samman atomen, liknande tyngdkraften som håller månen i omloppsbana runt jorden.
Stabil subatomär partikel
Vilken elementarpartikel har en positiv laddning? Svaret är känt: proton. Dessutom är den lika stor som elektronens enhetsladdning. Emellertid är dess massa i vila 1,67262 × 10-27 kg, vilket är 1836 gånger massan av en elektron. Protoner, tillsammans med elektriskt neutrala partiklar som kallas neutroner, utgör alla atomkärnor utom väte. Varje kärna i ett givet kemiskt element har samma antal protoner. Atomnumret för detta grundämne bestämmer dess position i det periodiska systemet.
Upptäckt av protonen
En elementarpartikel med positiv laddning är protonen, vars upptäckt går tillbaka till de tidigaste studierna av atomstruktur. När man studerade flödena av joniserade gasformiga atomer och molekyler, från vilka elektroner avlägsnades, bestämdes en positiv partikel, lika i massa som en väteatom. Ernest Rutherford (1919) visade att kväve, när det bombarderas med alfapartiklar, avger vad som verkar vara väte. År 1920 isolerade han en elementarpartikel från vätekärnor och kallade den en proton.
Högenergipartikelfysikforskning i slutet av 1900-talet förbättrade den strukturella förståelsen av protonens natur inom en grupp subatomära partiklar. Det har visat sig att protoner och neutroner är uppbyggda av mindre partiklar och klassificeras som baryoner - partiklar som består av tre elementära enheter av materia som kallas kvarkar.
Subatomär partikel: mot en storslagen enhetlig teori
Atom är en liten bit materia, som är ett specifikt element. Under en tid trodde man att det var den minsta materia som kunde existera. Men i slutet av 1800-talet och början av 1900-talet upptäckte forskare att atomer består av vissa subatomära partiklar, och att oavsett vilket element, samma subatomära partiklar utgör en atom. Antalet olika subatomära partiklar är det enda som förändras.
Forskare inser nu att det finns många subatomära partiklar. Men för att bli framgångsrik i kemi behöver du egentligen bara ta itu med de tre huvudsakliga: protoner, neutroner och elektroner. Materia kan laddas elektriskt på ett av två sätt: positivt eller negativt.
Vad kallas en elementarpartikel med positiv laddning? Svaret är enkelt: en proton, det är han som bär en enhet av positiv laddning. Och på grund av närvaron av negativt laddade elektroner är atomen i sig neutral. Ibland kan vissa atomer få eller förlora elektroner och få en laddning. I det här fallet kallas de joner.
Atomens elementarpartiklar: ett ordnat system
Atomen har en systematisk och ordnad struktur som ger stabilitet och ansvarar för alla slags egenskaper hos materien. Studiet av dessa subatomära partiklar började för över hundra år sedan, och vid det här laget vet vi redan mycket om dem. forskare har funnit att det mesta av atomen är tom och glest befolkad av "elektroner". De är negativt laddade lätta partiklar som kretsar kring den centrala tunga delen, som är 99,99 % av atomens totala massa. Det var lättare att ta reda på elektronernas natur, men efter många geniala studier blev det känt att kärnan innehåller positiva protoner och neutrala neutroner.
Varje enhet i universum består av atomer
Nyckeln till att förstå de flesta av materiens egenskaper är att varje enhet i vårt universum består av atomer. Det finns 92 naturligt förekommande typer av atomer, och de bildar molekyler, föreningar och andra typer av ämnen för att skapa den komplexa världen omkring oss. Även om namnet "atom" härrörde från det grekiska ordet átomos, som betyder "odelbar", har modern fysik visat att det inte är den sista byggstenen i materien och faktiskt "delar" sig i subatomära partiklar. De är de verkliga fundamentala enheterna som utgör hela världen.
