Všetka hmota sa skladá z prvkov. Ale prečo je všetko okolo nás také iné? Odpoveď súvisí s malými časticami. Nazývajú sa protóny. Na rozdiel od elektrónov, ktoré majú záporný náboj, tieto elementárne častice majú kladný náboj. Čo sú tieto častice a ako fungujú?
Protóny všade
Ktorá elementárna častica má kladný náboj? Všetko, čoho sa možno dotknúť, vidieť a cítiť, sa skladá z atómov, najmenších stavebných kameňov, ktoré tvoria pevné látky, kvapaliny a plyny. Sú príliš malé na to, aby ste sa na ne mohli pozrieť bližšie, ale tvoria sa z nich veci ako váš počítač, voda, ktorú pijete, a dokonca aj vzduch, ktorý dýchate. Existuje mnoho typov atómov vrátane kyslíka, dusíka a železa. Každý z týchto typov sa nazýva prvky.
Niektoré z nich sú plyny (kyslík). Niklový prvok je striebornej farby. Sú aj iníznaky, ktoré tieto drobné častice od seba odlišujú. Čím sa vlastne tieto prvky líšia? Odpoveď je jednoduchá: ich atómy majú rôzny počet protónov. Táto elementárna častica má kladný náboj a nachádza sa v strede atómu.
Všetky atómy sú jedinečné
Atómy sú veľmi podobné, ale rozdielny počet protónov z nich robí jedinečný typ prvku. Napríklad atómy kyslíka majú 8 protónov, atómy vodíka iba 1 a atómy zlata 79. O atóme sa dá veľa povedať len spočítaním jeho protónov. Tieto elementárne častice sa nachádzajú v samotnom jadre. Nedávne štúdie, ktoré sa pôvodne považovali za základnú časticu, však ukázali, že protóny sa skladajú z menších zložiek nazývaných kvarky.
Čo je to protón?
Ktorá elementárna častica má kladný náboj? Toto je protón. Toto je názov subatomárnej častice, ktorá je v jadre každého atómu. V skutočnosti je počet protónov v každom atóme atómové číslo. Donedávna bola považovaná za fundamentálnu časticu. Nové technológie však viedli k objavu, že protón sa skladá z menších častíc nazývaných kvarky. Kvark je základná častica hmoty, ktorá bola objavená len nedávno.
Odkiaľ pochádzajú protóny?
Elementárna častica s kladným nábojom,nazývaný protón. Tieto prvky sa môžu vytvárať v dôsledku výskytu nestabilných neutrónov. Po približne 900 sekundách sa neutrón odrazený od jadra rozpadne na ďalšie elementárne častice atómu: protón, elektrón a antineutríno.
Na rozdiel od neutrónu je voľný protón stabilný. Keď voľné protóny interagujú navzájom, tvoria molekuly vodíka. Naše slnko, rovnako ako väčšina ostatných hviezd vo vesmíre, je väčšinou vodík. Protón je najmenšia elementárna častica, ktorá má náboj +1. Elektrón má náboj -1, zatiaľ čo neutrón nemá žiadny náboj.
Subatomické častice: umiestnenie a náboj
Prvky sú charakteristické svojou atómovou štruktúrou, ktorú tvoria subatomárne elementárne častice: protóny, neutróny a elektróny. Prvé dve skupiny sa nachádzajú v jadre (v strede) atómu a majú hmotnosť jednej atómovej hmotnosti. Elektróny sa nachádzajú mimo jadra, v zónach nazývaných „škrupiny“. Nevážia takmer nič. Pri výpočte atómovej hmotnosti sa pozornosť venuje iba protónom a neutrónom. Hmotnosť atómu je ich súčet.
Sčítaním atómovej hmotnosti všetkých atómov v molekule je možné odhadnúť molekulovú hmotnosť, ktorá je vyjadrená v jednotkách atómovej hmotnosti (nazývaných d altony). Každá z ťažkých častíc (neutrón, protón) váži jednu atómovú hmotnosť, teda atóm hélia (He), ktorýmá dva protóny, dva neutróny a dva elektróny, váži asi štyri atómové hmotnostné jednotky (dva protóny plus dva neutróny). Okrem polohy a hmotnosti má každá subatomárna častica vlastnosť nazývanú „náboj“. Môže byť „pozitívny“alebo „negatívny“.
Prvky s rovnakým nábojom majú tendenciu sa navzájom odrážať, zatiaľ čo predmety s opačnými nábojmi majú tendenciu sa navzájom priťahovať. Ktorá elementárna častica má kladný náboj? Toto je protón. Neutróny nemajú vôbec žiadny náboj, čo dáva jadru celkovo kladný náboj. Každý elektrón má záporný náboj, ktorý sa svojou silou rovná kladnému náboju protónu. Elektróny a protóny jadra sa navzájom priťahujú a toto je sila, ktorá drží atóm pohromade, podobná sile gravitácie, ktorá udržuje Mesiac na obežnej dráhe okolo Zeme.
Stabilná subatomárna častica
Ktorá elementárna častica má kladný náboj? Odpoveď je známa: protón. Okrem toho sa veľkosťou rovná jednotkovému náboju elektrónu. Jeho hmotnosť v pokoji je však 1,67262 × 10-27 kg, čo je 1836-násobok hmotnosti elektrónu. Protóny spolu s elektricky neutrálnymi časticami nazývanými neutróny tvoria všetky atómové jadrá okrem vodíka. Každé jadro daného chemického prvku má rovnaký počet protónov. Atómové číslo tohto prvku určuje jeho pozíciu v periodickej tabuľke.
Objav protónu
Elementárna častica s kladným nábojom je protón, ktorého objav sa datuje od najstarších štúdií atómovej štruktúry. Pri štúdiu tokov ionizovaných plynných atómov a molekúl, z ktorých boli odstraňované elektróny, bola určená kladná častica, ktorá sa svojou hmotnosťou rovná atómu vodíka. Ernest Rutherford (1919) ukázal, že dusík, keď je bombardovaný alfa časticami, uvoľňuje niečo, čo vyzerá ako vodík. V roku 1920 izoloval elementárnu časticu z vodíkových jadier a nazval ju protón.
Výskum fyziky vysokoenergetických častíc na konci 20. storočia zlepšil štrukturálne chápanie povahy protónu v rámci skupiny subatomárnych častíc. Ukázalo sa, že protóny a neutróny sa skladajú z menších častíc a sú klasifikované ako baryóny – častice tvorené tromi elementárnymi jednotkami hmoty známymi ako kvarky.
Subatomická častica: smerom k veľkej zjednotenej teórii
Atóm je malý kúsok hmoty, ktorý je špecifickým prvkom. Istý čas sa verilo, že je to najmenší kúsok hmoty, ktorý môže existovať. Ale koncom 19. storočia a začiatkom 20. storočia vedci zistili, že atómy sa skladajú z určitých subatomárnych častíc a že bez ohľadu na to, ktorý prvok, rovnaké subatomárne častice tvoria atóm. Počet rôznych subatomárnych častíc je jediná vec, ktorá sa mení.
Vedci teraz uznávajú, že existuje veľa subatomárnych častíc. Ale aby ste boli úspešní v chémii, musíte sa skutočne zaoberať len tromi hlavnými: protónmi, neutrónmi a elektrónmi. Hmota môže byť elektricky nabitá jedným z dvoch spôsobov: kladným alebo záporným.
Ako sa nazýva elementárna častica s kladným nábojom? Odpoveď je jednoduchá: protón, je to ten, kto nesie jednu jednotku kladného náboja. A kvôli prítomnosti negatívne nabitých elektrónov je samotný atóm neutrálny. Niekedy môžu niektoré atómy získať alebo stratiť elektróny a získať náboj. V tomto prípade sa nazývajú ióny.
Elementárne častice atómu: usporiadaný systém
Atóm má systematickú a usporiadanú štruktúru, ktorá poskytuje stabilitu a je zodpovedná za všetky druhy vlastností hmoty. Štúdium týchto subatomárnych častíc sa začalo pred viac ako sto rokmi a dnes už o nich vieme veľa. vedci zistili, že väčšina atómu je prázdna a riedko osídlená „elektrónmi“. Sú to negatívne nabité ľahké častice, ktoré sa točia okolo centrálnej ťažkej časti, čo je 99,99 % celkovej hmotnosti atómu. Zistenie povahy elektrónov bolo jednoduchšie, ale po mnohých dômyselných štúdiách sa zistilo, že jadro obsahuje pozitívne protóny a neutrálne neutróny.
Každá jednotka vo vesmíre sa skladá z atómov
Kľúčom k pochopeniu väčšiny vlastností hmoty je, že každá jednotka v našom vesmíre sa skladá z atómov. Existuje 92 prirodzene sa vyskytujúcich typov atómov, ktoré tvoria molekuly, zlúčeniny a iné typy látok, aby vytvorili zložitý svet okolo nás. Hoci názov „atóm“bol odvodený z gréckeho slova átomos, čo znamená „nedeliteľný“, moderná fyzika ukázala, že nie je konečným stavebným kameňom hmoty a skutočne sa „rozdeľuje“na subatomárne častice. Sú to skutočné základné entity, ktoré tvoria celý svet.
