protón - Wikilingue - Encydia
| Protón | ||
|---|---|---|
Estrutura de quarks de um protón. | ||
| Composição | 2 quark acima, 1 quark abaixo | |
| Família | Fermión | |
| Grupo | Hadrón | |
| Interacção | Gravidade, Débil, Nuclear forte ou Electromagnética | |
| Símbolo(s) | p, p+ | |
| Antipartícula | Antiprotón | |
| Teorizada | William Prout (1815) | |
| Descoberta | Ernest Rutherford (1919) | |
| Massa | 1,672 621 637(83)×10−27 kg 938,272 013(23) MeV/c2 | |
| Vida média | 1035 anos | |
| Ónus eléctrico | 1,602 176 487 × 10–19 C | |
| Rádio de ónus | 0,875(7) fm | |
| Dipolo eléctrico | <5,4×10−24 e cm | |
| Polarizabilidad | 1,20(6)×10−3 fm3 | |
| Momento magnético | 2,792847351(28) μN | |
| Polarizabilidad magnética | 1,9(5)×10−4 fm3 | |
| Espín | 1⁄2 | |
| Isospín | 1⁄2 | |
| Paridade | +1 | |
| Condensado | I(JP) = 1/2(1/2+) | |
Em física, o protón (em grego protón significa primeiro) é uma partícula subatómica com um ónus eléctrico elementar positiva (1,602 176 487 × 10–19 culombios) e uma massa de 938,272 013 MeV/c2 (1,672 621 637 × 10–27 kg) ou, do mesmo modo, umas 1.836 vezes a massa de um elétron. Experimentalmente, observa-se o protón como estável, com um limite inferior em sua vida média de uns 1035 anos, ainda que algumas teorias predizem que o protón pode desintegrarse; isto é, que suas partículas percam a consistência que possuem e como tal o átomo. O protón e o neutrón, em conjunto, conhecem-se como nucleones, já que conformam o núcleo dos átomos.
O núcleo do isótopo mais comum do átomo de hidrógeno (também o átomo estável mais simples possível) é um único protón. Os núcleos de outros átomos estão compostos de nucleones unidos pela força nuclear forte. O número de protones no núcleo determina as propriedades químicas do átomo e daí elemento químico é.
Conteúdo |
Descrição
Os protones estão classificados como bariones e se compõem de dois quarks acima e um quark abaixo, os quais também estão unidos pela força nuclear forte mediada por gluones . O equivalente em antimateria do protón é o antiprotón, que tem a mesma magnitude de ónus que o protón, mas de signo contrário.
Como a força electromagnética é muitas ordens de magnitude mais forte que a força gravitatoria, o ónus do protón deve ser oposta e igual (em valor absoluto) ao ónus do elétron; em caso contrário, a repulsión neta de ter um excesso de ónus positiva ou negativa causaria um efeito expansivo sensível no universo, e, assim mesmo, em qualquer cúmulo de matéria (planetas, estrelas, etc.)
História
Geralmente se lhe acredita a Ernest Rutherford a descoberta do protón. No ano 1918 Rutherford encontrou que quando se disparam partículas alfa contra um gás de nitrógeno , seus detectores de centelleo mostram os signos de núcleos de hidrógeno . Rutherford determinou que o único lugar do qual podiam provir estes núcleos era do nitrógeno e que por tanto o nitrógeno devia conter núcleos de hidrógeno. Por estas razões Rutherford sugeriu que o núcleo de hidrógeno, que na época se sabia que seu número atómico era 1, devia ser uma partícula fundamental.
Dantes que Rutherford, Eugene Goldstein tinha observado raios catódicos compostos de iones carregados positivamente em 1886. Depois da descoberta do elétron por J.J. Thompson, Goldstein sugeriu que já que o átomo era electricamente neutro, o mesmo devia conter partículas carregadas positivamente. Goldstein usou os raios canais e pôde calcular a razão carrega massa. Encontrou que ditas razões mudavam quando variavam os gases que usava no cano de raios catódicos. O que Goldstein achava que eram protones resultaram ser iones positivos. No entanto, seus trabalhos foram longamente ignorados pela comunidade de físicos.
Aplicações tecnológicas
Os protones têm um espín intrínseco. Esta propriedade aproveita-se na espectroscopía de ressonância magnética nuclear (RMN). Nesta técnica, a uma substância aplica-se-lhe um campo magnético para detectar a corteza ao redor dos protones nos núcleos desta substância, que proporcionam as nuvens de elétrons colindantes. Pode usar-se posteriormente esta informação para reconstruir a estrutura molecular de uma molécula baixo estudo; este segue sendo chamado um protón em qualquer tipo de enlace que se queira estabelecer. Por tanto, a massa de um átomo está concentrada quase exclusivamente em seu núcleo. O protón tem um momento angular intrínseco, ou espín, e por tanto um momento magnético. Por outra parte, o protón cumpre o princípio de exclusão. O número atómico de um elemento indica o número de protones de seu núcleo, e determina de que elemento se trata. Em física nuclear, o protón emprega-se como proyectil em grandes aceleradores para bombardear núcleos com o fim de produzir partículas fundamentais (se veja Acelerador de partículas).
Como ion do hidrógeno, o protón desempenha um papel importante na química (se veja Ácido, Base (química), Ionización).
Os protones são parte essencial da matéria ordinária; são estáveis ao longo de períodos de milhares de milhões, inclusive biliões, de anos. Não obstante, interessa saber se os protones acabam desintegrándose, em uma escala temporária de anos ou mais. Este interesse deriva-se das actuais tentativas de conseguir teorias de unificação que combinem as quatro interacções fundamentais da matéria em um único esquema. Muitas das teorias propostas implicam que o protón é, em último termo, instável, pelo que os grupos de investigação de numerosos aceleradores de partículas estão a levar a cabo experimentos para detectar a desintegração de um protón. Até agora não se encontraram provas claras; os indícios observados podem interpretar de outras formas.
Química e bioquímica
Em física e química, o termo protón pode referir-se ao catión de hidrógeno (H+). Neste contexto, um emissor de protones é um ácido, e um receptor de protones uma base. Esta espécie, H+, é instável em solução, pelo que sempre se encontra unida a outros átomos. Em soluções acuosas forma o ion hidronio ou oxonio (H3Ou+), onde o protón está unido de forma covalente a uma molécula de água. Neste caso diz-se que se encontra hidratado, mas também podem existir espécies de hidratación superior.
Antiprotón
O antiprotón é a antipartícula do protón. Conhece-se também como protón negativo. Diferencia-se do protón em que seu ónus é negativo e em que não faz parte dos núcleos atómicos. O antiprotón é estável no vazio e não se desintegra espontaneamente. No entanto, quando um antiprotón colisiona com um protón, ambas partículas se transformam em mesones , cuja vida média é extremamente breve (se veja Radiactividad). Conquanto a existência desta partícula elementar se postuló pela primeira vez na década de 1930, o antiprotón não se identificou até 1955, no Laboratório de Radiación da Universidade de Califórnia, por Emilio Segre e Owen Chamberlain, razão pela qual lhes foi concedido o Prêmio Nobel de Física em 1959 .
Veja-se também
mhr:Протонpnb:پروٹان
