Veškerá hmota se skládá z prvků. Ale proč je všechno kolem nás tak odlišné? Odpověď souvisí s drobnými částicemi. Říká se jim protony. Na rozdíl od elektronů, které mají záporný náboj, mají tyto elementární částice kladný náboj. Co jsou tyto částice a jak fungují?
Protony všude
Která elementární částice má kladný náboj? Vše, čeho se lze dotknout, vidět a cítit, se skládá z atomů, nejmenších stavebních kamenů, které tvoří pevné látky, kapaliny a plyny. Jsou příliš malé na to, abychom si je mohli prohlédnout blíže, ale tvoří věci, jako je váš počítač, voda, kterou pijete, a dokonce i vzduch, který dýcháte. Existuje mnoho typů atomů, včetně kyslíku, dusíku a železa. Každý z těchto typů se nazývá prvky.
Některé z nich jsou plyny (kyslík). Niklový prvek je stříbrné barvy. Jsou i dalšírysy, které tyto drobné částice od sebe odlišují. Čím se vlastně tyto prvky liší? Odpověď je jednoduchá: jejich atomy mají různý počet protonů. Tato elementární částice má kladný náboj a nachází se uvnitř středu atomu.
Všechny atomy jsou jedinečné
Atomy jsou si velmi podobné, ale rozdílný počet protonů z nich dělá jedinečný typ prvku. Například atomy kyslíku mají 8 protonů, atomy vodíku pouze 1 a atomy zlata mají 79. O atomu můžete hodně říct pouhým spočítáním jeho protonů. Tyto elementární částice se nacházejí v samotném jádře. Původně se myslelo, že jde o základní částici, ale nedávné studie ukázaly, že protony se skládají z menších složek zvaných kvarky.
Co je proton?
Která elementární částice má kladný náboj? Toto je proton. Toto je název subatomární částice, která je v jádru každého atomu. Ve skutečnosti je počet protonů v každém atomu atomové číslo. Donedávna byla považována za základní částici. Nové technologie však vedly k objevu, že proton je tvořen menšími částicemi zvanými kvarky. Kvark je základní částice hmoty, která byla objevena teprve nedávno.
Odkud se berou protony?
Elementární částice s kladným nábojem,nazývaný proton. Tyto prvky mohou vznikat v důsledku výskytu nestabilních neutronů. Po asi 900 sekundách se neutron odražený od jádra rozpadne na další elementární částice atomu: proton, elektron a antineutrino.
Na rozdíl od neutronu je volný proton stabilní. Když volné protony interagují mezi sebou, tvoří molekuly vodíku. Naše slunce, stejně jako většina ostatních hvězd ve vesmíru, je převážně vodík. Proton je nejmenší elementární částice, která má náboj +1. Elektron má náboj -1, zatímco neutron nemá náboj vůbec žádný.
Subatomické částice: umístění a náboj
Prvky jsou charakteristické svou atomovou strukturou, skládající se ze subatomárních elementárních částic: protonů, neutronů a elektronů. První dvě skupiny se nacházejí v jádře (středu) atomu a mají hmotnost jedné atomové hmotnosti. Elektrony jsou umístěny mimo jádro, v zónách zvaných „skořápky“. Téměř nic neváží. Při výpočtu atomové hmotnosti je pozornost věnována pouze protonům a neutronům. Hmotnost atomu je jejich součet.
Součtem atomové hmotnosti všech atomů v molekule lze odhadnout molekulovou hmotnost, která je vyjádřena v jednotkách atomové hmotnosti (nazývaných d altony). Každá z těžkých částic (neutron, proton) váží jednu atomovou hmotnost, tedy atom helia (He), kterýmá dva protony, dva neutrony a dva elektrony, váží asi čtyři atomové hmotnostní jednotky (dva protony plus dva neutrony). Kromě umístění a hmotnosti má každá subatomární částice vlastnost zvanou „náboj“. Může být „pozitivní“nebo „negativní“.
Prvky se stejným nábojem mají tendenci se navzájem odrážet, zatímco předměty s opačnými náboji se spíše přitahují. Která elementární částice má kladný náboj? Toto je proton. Neutrony nemají vůbec žádný náboj, což dává jádru celkově kladný náboj. Každý elektron má záporný náboj, jehož síla je stejná jako kladný náboj protonu. Elektrony a protony jádra jsou k sobě přitahovány, a to je síla, která drží atom pohromadě, podobně jako gravitační síla, která udržuje Měsíc na oběžné dráze kolem Země.
Stabilní subatomární částice
Která elementární částice má kladný náboj? Odpověď je známá: proton. Navíc se svou velikostí rovná jednotkovému náboji elektronu. Jeho klidová hmotnost je však 1,67262 × 10-27 kg, což je 1836násobek hmotnosti elektronu. Protony spolu s elektricky neutrálními částicemi zvanými neutrony tvoří všechna atomová jádra kromě vodíku. Každé jádro daného chemického prvku má stejný počet protonů. Atomové číslo tohoto prvku určuje jeho pozici v periodické tabulce.
Objev protonu
Elementární částice s kladným nábojem je proton, jehož objev se datuje k nejstarším studiím atomové struktury. Při studiu toků ionizovaných plynných atomů a molekul, ze kterých byly odstraňovány elektrony, byla určena kladná částice, hmotnostně rovna atomu vodíku. Ernest Rutherford (1919) ukázal, že dusík, když je bombardován alfa částicemi, uvolňuje to, co vypadá jako vodík. V roce 1920 izoloval elementární částici z vodíkových jader a nazval ji proton.
Výzkum fyziky vysokoenergetických částic na konci 20. století zlepšil strukturní chápání povahy protonu ve skupině subatomárních částic. Bylo prokázáno, že protony a neutrony jsou tvořeny menšími částicemi a jsou klasifikovány jako baryony – částice složené ze tří elementárních jednotek hmoty známých jako kvarky.
Subatomická částice: směrem k velké sjednocené teorii
Atom je malý kousek hmoty, který je specifickým prvkem. Nějakou dobu se věřilo, že jde o nejmenší kousek hmoty, který může existovat. Ale koncem 19. století a začátkem 20. století vědci zjistili, že atomy se skládají z určitých subatomárních částic a že bez ohledu na to, který prvek, stejné subatomární částice tvoří atom. Počet různých subatomárních částic je jediná věc, která se mění.
Vědci nyní uznávají, že existuje mnoho subatomárních částic. Ale abyste byli v chemii úspěšní, musíte se vypořádat opravdu jen se třemi hlavními: protony, neutrony a elektrony. Hmota může být elektricky nabita jedním ze dvou způsobů: kladným nebo záporným.
Jak se nazývá elementární částice s kladným nábojem? Odpověď je jednoduchá: proton, to je on, kdo nese jednu jednotku kladného náboje. A díky přítomnosti záporně nabitých elektronů je samotný atom neutrální. Někdy mohou některé atomy získat nebo ztratit elektrony a získat náboj. V tomto případě se nazývají ionty.
Elementární částice atomu: uspořádaný systém
Atom má systematickou a uspořádanou strukturu, která zajišťuje stabilitu a je odpovědná za všechny druhy vlastností hmoty. Studium těchto subatomárních částic začalo před více než sto lety a nyní už o nich víme hodně. vědci zjistili, že většina atomu je prázdná a řídce osídlena „elektrony“. Jsou to záporně nabité lehké částice, které se točí kolem centrální těžké části, což je 99,99 % celkové hmotnosti atomu. Zjistit povahu elektronů bylo jednodušší, ale po četných důmyslných studiích vyšlo najevo, že jádro obsahuje kladné protony a neutrální neutrony.
Každá jednotka ve vesmíru se skládá z atomů
Klíčem k pochopení většiny vlastností hmoty je, že každá jednotka v našem vesmíru se skládá z atomů. Existuje 92 přirozeně se vyskytujících typů atomů, které tvoří molekuly, sloučeniny a další typy látek, aby vytvořily složitý svět kolem nás. Přestože název „atom“byl odvozen z řeckého slova átomos, což znamená „nedělitelný“, moderní fyzika ukázala, že není konečným stavebním kamenem hmoty a skutečně se „rozděluje“na subatomární částice. Jsou to skutečné základní entity, které tvoří celý svět.
