Alle Materie besteht aus Elementen. Aber warum ist alles um uns herum so anders? Die Antwort hat mit winzigen Partikeln zu tun. Sie werden Protonen genannt. Anders als Elektronen, die negativ geladen sind, sind diese Elementarteilchen positiv geladen. Was sind diese Partikel und wie funktionieren sie?
Protonen überall
Welches Elementarteilchen ist positiv geladen? Alles, was man anfassen, sehen und fühlen kann, besteht aus Atomen, den kleinsten Bausteinen, aus denen Festkörper, Flüssigkeiten und Gase bestehen. Sie sind zu klein, um sie näher zu betrachten, aber sie bilden Dinge wie Ihren Computer, das Wasser, das Sie trinken, und sogar die Luft, die Sie atmen. Es gibt viele Arten von Atomen, einschließlich Sauerstoff, Stickstoff und Eisen. Jeder dieser Typen wird Elemente genannt.
Einige davon sind Gase (Sauerstoff). Das Nickelelement ist silberfarben. Da sind andereEigenschaften, die diese winzigen Teilchen voneinander unterscheiden. Was unterscheidet diese Elemente eigentlich? Die Antwort ist einfach: Ihre Atome haben eine unterschiedliche Anzahl von Protonen. Dieses Elementarteilchen ist positiv geladen und befindet sich im Zentrum des Atoms.
Alle Atome sind einzigartig
Atome sind sich sehr ähnlich, aber die unterschiedliche Anzahl von Protonen macht sie zu einem einzigartigen Elementtyp. Zum Beispiel haben Sauerstoffatome 8 Protonen, Wasserstoffatome nur 1 und Goldatome 79. Allein durch das Zählen seiner Protonen kann man viel über ein Atom aussagen. Diese Elementarteilchen befinden sich im Kern selbst. Ursprünglich für ein fundamentales Teilchen geh alten, haben neuere Studien jedoch gezeigt, dass Protonen aus kleineren Bestandteilen bestehen, die Quarks genannt werden.
Was ist ein Proton?
Welches Elementarteilchen ist positiv geladen? Das ist ein Proton. Dies ist der Name des subatomaren Teilchens, das sich im Kern jedes Atoms befindet. Tatsächlich ist die Anzahl der Protonen in jedem Atom die Ordnungszahl. Bis vor kurzem g alt es als fundamentales Teilchen. Neue Technologien haben jedoch zu der Entdeckung geführt, dass das Proton aus kleineren Teilchen besteht, die Quarks genannt werden. Das Quark ist ein fundamentales Materieteilchen, das erst kürzlich entdeckt wurde.
Woher kommen Protonen?
Elementarteilchen mit positiver Ladung,ein Proton genannt. Diese Elemente können durch das Auftreten instabiler Neutronen gebildet werden. Nach etwa 900 Sekunden zerfällt das vom Kern abprallende Neutron in andere Elementarteilchen des Atoms: ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino.
Im Gegensatz zum Neutron ist das freie Proton stabil. Wenn freie Protonen miteinander interagieren, bilden sie Wasserstoffmoleküle. Unsere Sonne besteht wie die meisten anderen Sterne im Universum hauptsächlich aus Wasserstoff. Ein Proton ist das kleinste Elementarteilchen mit einer Ladung von +1. Ein Elektron hat eine Ladung von -1, während ein Neutron überhaupt keine Ladung hat.
Subatomare Teilchen: Ort und Ladung
Elemente zeichnen sich durch ihre atomare Struktur aus, bestehend aus subatomaren Elementarteilchen: Protonen, Neutronen und Elektronen. Die ersten beiden Gruppen befinden sich im Kern (Zentrum) des Atoms und haben eine Masse von einer Atommasse. Die Elektronen befinden sich außerhalb des Kerns in Zonen, die "Schalen" genannt werden. Sie wiegen fast nichts. Bei der Berechnung der Atommasse werden nur Protonen und Neutronen berücksichtigt. Die Masse eines Atoms ist ihre Summe.
Indem man die Atommasse aller Atome in einem Molekül summiert, kann man die Molekülmasse abschätzen, die in Einheiten der Atommasse (D alton genannt) ausgedrückt wird. Jedes der schweren Teilchen (Neutron, Proton) wiegt eine Atommasse, also das Heliumatom (He), welcheshat zwei Protonen, zwei Neutronen und zwei Elektronen, wiegt etwa vier atomare Masseneinheiten (zwei Protonen plus zwei Neutronen). Zusätzlich zu Ort und Masse hat jedes subatomare Teilchen eine Eigenschaft namens "Ladung". Es kann "positiv" oder "negativ" sein.
Elemente mit gleicher Ladung neigen dazu, sich gegenseitig zu reflektieren, während Objekte mit entgegengesetzten Ladungen dazu neigen, sich gegenseitig anzuziehen. Welches Elementarteilchen ist positiv geladen? Das ist ein Proton. Neutronen haben überhaupt keine Ladung, was dem Kern eine positive Gesamtladung verleiht. Jedes Elektron hat eine negative Ladung, die genauso stark ist wie die positive Ladung eines Protons. Die Elektronen und Protonen des Kerns werden voneinander angezogen, und das ist die Kraft, die das Atom zusammenhält, ähnlich der Schwerkraft, die den Mond in der Umlaufbahn um die Erde hält.
Stabiles subatomares Teilchen
Welches Elementarteilchen ist positiv geladen? Die Antwort ist bekannt: Proton. Außerdem ist sie betragsmäßig gleich der Einheitsladung des Elektrons. Seine Ruhemasse beträgt jedoch 1,67262 × 10-27 kg, was dem 1836-fachen der Masse eines Elektrons entspricht. Protonen bilden zusammen mit elektrisch neutralen Teilchen, die Neutronen genannt werden, alle Atomkerne außer Wasserstoff. Jeder Kern eines bestimmten chemischen Elements hat die gleiche Anzahl von Protonen. Die Ordnungszahl dieses Elements bestimmt seine Position im Periodensystem.
Entdeckung des Protons
Ein Elementarteilchen mit positiver Ladung ist das Proton, dessen Entdeckung auf die frühesten Untersuchungen der Atomstruktur zurückgeht. Bei der Untersuchung der Ströme ionisierter gasförmiger Atome und Moleküle, aus denen Elektronen entfernt wurden, wurde ein positives Teilchen bestimmt, dessen Masse einem Wasserstoffatom entspricht. Ernest Rutherford (1919) zeigte, dass Stickstoff, wenn er mit Alphateilchen bombardiert wird, scheinbar Wasserstoff freisetzt. 1920 isolierte er ein Elementarteilchen aus Wasserstoffkernen und nannte es ein Proton.
Hochenergie-Teilchenphysikforschung am Ende des 20. Jahrhunderts verbesserte das strukturelle Verständnis der Natur des Protons innerhalb einer Gruppe von subatomaren Teilchen. Es wurde gezeigt, dass Protonen und Neutronen aus kleineren Teilchen bestehen und als Baryonen klassifiziert werden – Teilchen, die aus drei elementaren Materieeinheiten bestehen, die als Quarks bekannt sind.
Subatomare Teilchen: Auf dem Weg zu einer großen einheitlichen Theorie
Atom ist ein kleines Stück Materie, das ein spezifisches Element ist. Lange Zeit glaubte man, es sei das kleinste Stück Materie, das existieren könnte. Aber im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert entdeckten Wissenschaftler, dass Atome aus bestimmten subatomaren Teilchen bestehen und dass, egal aus welchem Element, dieselben subatomaren Teilchen ein Atom bilden. Nur die Anzahl der verschiedenen subatomaren Teilchen ändert sich.
Wissenschaftler erkennen jetzt, dass es viele subatomare Teilchen gibt. Aber um in der Chemie erfolgreich zu sein, muss man sich eigentlich nur mit den drei wichtigsten beschäftigen: Protonen, Neutronen und Elektronen. Materie kann auf zwei Arten elektrisch geladen werden: positiv oder negativ.
Wie nennt man ein positiv geladenes Elementarteilchen? Die Antwort ist einfach: ein Proton, er ist es, der eine Einheit positiver Ladung trägt. Und aufgrund der Anwesenheit von negativ geladenen Elektronen ist das Atom selbst neutral. Manchmal können einige Atome Elektronen gewinnen oder abgeben und eine Ladung gewinnen. In diesem Fall heißen sie Ionen.
Elementarteilchen des Atoms: ein geordnetes System
Das Atom hat eine systematische und geordnete Struktur, die für Stabilität sorgt und für alle Arten von Eigenschaften der Materie verantwortlich ist. Die Erforschung dieser subatomaren Teilchen begann vor über hundert Jahren, und inzwischen wissen wir bereits viel über sie. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der größte Teil des Atoms leer und spärlich mit "Elektronen" besetzt ist. Sie sind negativ geladene leichte Teilchen, die um den zentralen schweren Teil kreisen, der 99,99 % der Gesamtmasse des Atoms ausmacht. Die Natur der Elektronen herauszufinden war einfacher, aber nach zahlreichen genialen Studien wurde bekannt, dass der Kern positive Protonen und neutrale Neutronen enthält.
Jede Einheit im Universum besteht aus Atomen
Der Schlüssel zum Verständnis der meisten Eigenschaften von Materie ist, dass jede Einheit in unserem Universum aus Atomen besteht. Es gibt 92 natürlich vorkommende Arten von Atomen, und sie bilden Moleküle, Verbindungen und andere Arten von Substanzen, um die komplexe Welt um uns herum zu erschaffen. Obwohl der Name "Atom" vom griechischen Wort átomos abgeleitet wurde, was "unteilbar" bedeutet, hat die moderne Physik gezeigt, dass es nicht der letzte Baustein der Materie ist, sondern sich tatsächlich in subatomare Teilchen "teilt". Sie sind die wirklichen fundamentalen Einheiten, die die ganze Welt ausmachen.
