Цялата материя е съставена от елементи. Но защо всичко около нас е толкова различно? Отговорът е свързан с малките частици. Те се наричат протони. За разлика от електроните, които имат отрицателен заряд, тези елементарни частици имат положителен заряд. Какви са тези частици и как работят?
Протони навсякъде
Коя елементарна частица има положителен заряд? Всичко, което може да бъде докоснато, видяно и почувствано, се състои от атоми, най-малките градивни елементи, които изграждат твърди вещества, течности и газове. Те са твърде малки, за да ги разгледаме по-отблизо, но съставляват неща като вашия компютър, водата, която пиете, и дори въздуха, който дишате. Има много видове атоми, включително кислород, азот и желязо. Всеки от тези типове се нарича елементи.
Някои от тях са газове (кислород). Никеловият елемент е сребрист на цвят. Има и другихарактеристики, които отличават тези малки частици една от друга. Какво всъщност прави тези елементи различни? Отговорът е прост: техните атоми имат различен брой протони. Тази елементарна частица има положителен заряд и се намира вътре в центъра на атома.
Всички атоми са уникални
Атомите са много сходни, но различният брой протони ги прави уникален тип елемент. Например кислородните атоми имат 8 протона, водородните атоми имат само 1, а златните атоми имат 79. Можете да кажете много за един атом, само като преброите неговите протони. Тези елементарни частици се намират в самото ядро. Първоначално се смятало за фундаментална частица, но скорошни проучвания показват, че протоните са съставени от по-малки съставки, наречени кварки.
Какво е протон?
Коя елементарна частица има положителен заряд? Това е протон. Това е името на субатомната частица, която се намира в ядрото на всеки атом. Всъщност броят на протоните във всеки атом е атомният номер. Доскоро се смяташе за фундаментална частица. Новите технологии обаче доведоха до откритието, че протонът е съставен от по-малки частици, наречени кварки. Кваркът е фундаментална частица материя, която е открита едва наскоро.
Откъде идват протоните?
Елементарна частица с положителен заряд,наречен протон. Тези елементи могат да се образуват в резултат на появата на нестабилни неутрони. След около 900 секунди неутронът, отскачащ от ядрото, ще се разпадне в други елементарни частици на атома: протон, електрон и антинеутрино.
За разлика от неутрона, свободният протон е стабилен. Когато свободните протони взаимодействат един с друг, те образуват водородни молекули. Нашето слънце, както повечето други звезди във Вселената, е предимно водород. Протонът е най-малката елементарна частица, която има заряд +1. Електронът има заряд от -1, докато неутронът изобщо няма заряд.
Субатомни частици: местоположение и заряд
Елементите се характеризират със своята атомна структура, състояща се от субатомни елементарни частици: протони, неутрони и електрони. Първите две групи са разположени в ядрото (центъра) на атома и имат маса от една атомна маса. Електроните са разположени извън ядрото, в зони, наречени "черупки". Тежат почти нищо. При изчисляване на атомната маса се обръща внимание само на протоните и неутроните. Масата на атома е тяхната сума.
Чрез сумиране на атомната маса на всички атоми в една молекула може да се оцени молекулната маса, която се изразява в единици атомна маса (наречени далтони). Всяка от тежките частици (неутрон, протон) тежи една атомна маса, така че хелиевият атом (Не), койтоима два протона, два неутрона и два електрона, тежи около четири единици атомна маса (два протона плюс два неутрона). В допълнение към местоположението и масата, всяка субатомна частица има свойство, наречено "заряд". Тя може да бъде "положителна" или "отрицателна".
Елементите с еднакъв заряд се отразяват един друг, докато обектите с противоположни заряди се привличат. Коя елементарна частица има положителен заряд? Това е протон. Неутроните изобщо нямат заряд, което дава на ядрото общ положителен заряд. Всеки електрон има отрицателен заряд, който по сила е равен на положителния заряд на протон. Електроните и протоните на ядрото се привличат един към друг и това е силата, която държи атома заедно, подобно на силата на гравитацията, която държи Луната в орбита около Земята.
Стабилна субатомна частица
Коя елементарна частица има положителен заряд? Отговорът е известен: протон. Освен това той е равен по величина на единичния заряд на електрона. Въпреки това, неговата маса в покой е 1,67262 × 10-27 kg, което е 1836 пъти масата на електрона. Протоните, заедно с електрически неутрални частици, наречени неутрони, съставляват всички атомни ядра с изключение на водорода. Всяко ядро на даден химичен елемент има еднакъв брой протони. Атомният номер на този елемент определя неговата позиция в периодичната таблица.
Откриване на протона
Елементарна частица с положителен заряд е протонът, откриването на който датира от най-ранните изследвания на атомната структура. При изследване на потоците от йонизирани газообразни атоми и молекули, от които са отстранени електроните, е определена положителна частица, равна по маса на водороден атом. Ърнест Ръдърфорд (1919) показа, че азотът, когато е бомбардиран с алфа частици, отделя това, което изглежда като водород. До 1920 г. той изолира елементарна частица от водородни ядра, наричайки я протон.
Изследванията на физиката на високоенергийните частици в края на 20-ти век подобриха структурното разбиране на природата на протона в група от субатомни частици. Доказано е, че протоните и неутроните са съставени от по-малки частици и са класифицирани като бариони - частици, съставени от три елементарни единици материя, известни като кварки.
Субатомна частица: към една голяма обединена теория
Атомът е малко парче материя, което е специфичен елемент. Известно време се смяташе, че това е най-малкото парче материя, което може да съществува. Но в края на 19-ти и началото на 20-ти век учените откриват, че атомите са съставени от определени субатомни частици и че без значение кой елемент, едни и същи субатомни частици съставляват атом. Броят на различните субатомни частици е единственото нещо, което се променя.
Учените вече признават, че има много субатомни частици. Но за да постигнете успех в химията, наистина трябва да се справите само с трите основни: протони, неутрони и електрони. Материята може да бъде електрически заредена по един от двата начина: положителен или отрицателен.
Как се нарича елементарна частица с положителен заряд? Отговорът е прост: протон, той е този, който носи една единица положителен заряд. И поради наличието на отрицателно заредени електрони, самият атом е неутрален. Понякога някои атоми могат да получат или загубят електрони и да получат заряд. В този случай те се наричат йони.
Елементарни частици на атома: подредена система
Атомът има систематична и подредена структура, която осигурява стабилност и е отговорна за всички видове свойства на материята. Изучаването на тези субатомни частици е започнало преди повече от сто години и досега вече знаем много за тях. учените са открили, че по-голямата част от атома е празна и рядко населена с "електрони". Те са отрицателно заредени леки частици, които се въртят около централната тежка част, която е 99,99% от общата маса на атома. Откриването на природата на електроните беше по-лесно, но след множество гениални изследвания стана известно, че ядрото включва положителни протони и неутрални неутрони.
Всяка единица във вселената се състои от атоми
Ключът към разбирането на повечето свойства на материята е, че всяка единица в нашата вселена се състои от атоми. Има 92 естествено срещащи се вида атоми и те образуват молекули, съединения и други видове вещества, за да създадат сложния свят около нас. Въпреки че името "атом" произлиза от гръцката дума átomos, което означава "неделим", съвременната физика е показала, че той не е последният градивен елемент на материята и наистина "се разделя" на субатомни частици. Те са истинските фундаментални същности, които изграждат целия свят.
