Protonen sind die positiv geladenen Teilchen, die sich im Inneren eines Atomkerns befinden. Die Protonen werden durch die elektromagnetische Kraft auseinander gedrückt, aber durch die starke Kraft zusammengezogen, die über kurze Distanzen stärker ist (diese Distanzen sind etwa ein fm oder 10-15 m). Protonen sind unglaublich klein, etwa 10-15 m, 10.000x kleiner als ein Atom! Unter Größe des Universums finden Sie einige Online-Demonstrationen, die diesen Maßstab zeigen. Trotz ihrer unglaublich kleinen Größe stoßen Protonen mit enormen Kräften gegeneinander, etwa 100 N, vergleichbar mit dem Gewicht eines kleinen Hundes!
Die Ladung eines Protons ist genau gleich und entgegengesetzt der Ladung eines Elektrons. Deshalb ist die Anzahl der Elektronen in einem neutralen Atom immer gleich der Anzahl der Protonen (eine PhET-Simulation dazu finden Sie unten auf der Seite). Protonen bestehen aus kleineren Teilchen, die Quarks genannt werden (siehe Hyperphysik), aus denen auch die Neutronen bestehen.
Die Anzahl der Protonen in einem Kern wird als Ordnungszahl bezeichnet, und diese Zahl bestimmt, welches Element ein Atom ist. Mit anderen Worten: Wenn man die Protonenzahl ändert, ändert sich das Element. Diese Anzahl der Protonen (Ordnungszahl) ändert sich, wenn ein Kern einen Betazerfall oder Alphazerfall in einer der verschiedenen Formen durchläuft. Die Schwierigkeit, die Anzahl der Protonen in einem Kern absichtlich zu ändern, ist der Grund, warum die Alchemie (der mittelalterliche Versuch, Blei in Gold zu verwandeln) so lange gescheitert ist!
Um mehr über Protonen zu erfahren, lesen Sie bitte What’s a proton von Prof. Matt Strassler oder Hyperphysics.
PhET: Build an Atom
Die University of Colorado hat uns freundlicherweise erlaubt, die folgende PhET-Simulation zu verwenden. Diese Simulation baut Atome aus Protonen, Neutronen und Elektronen auf und testet das Wissen über das Periodensystem. Die Simulation zeigt, wie sich die Neutronen und Protonen ausgleichen müssen, damit der Kern stabil ist.
For Further Reading
- Atom
- Elektron
- Neutron
- Kern
- Elektromagnetische Kraft
- Alphazerfall und Betazerfall
- Prof. Matt Strassler . Verfügbar: http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/the-structure-of-matter/the-nuclei-of-atoms-at-the-heart-of-matter/what-holds-nuclei-together/ .
- „Quantum Diaries“, Quantumdiaries.org, 2018. . Verfügbar: https://www.quantumdiaries.org/2010/07/12/the-size-of-the-proton/. .
- „17.3: Arten der Radioaktivität: Alpha-, Beta- und Gamma-Zerfall – Chemistry LibreTexts“, Chem.libretexts.org, 2018. . Verfügbar: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry/Map%3A_Introductory_Chemistry_(Tro)/17%3A_Radioaktivität_und_Nuklearchemie/17.03%3A_Arten_der_Radioaktivität%3A_Alpha%2C_Beta%2C_und_Gamma_Zerfall. .