تعد البروتونات من الجسيمات الأساسية المكونة للذرة، حيث تشكل جزءاً حيوياً من نواة أي عنصر كيميائي وتحدد هويته، وهذه الجسيمات الموجبة الشحنة هي المسؤولة عن تحديد العدد الذري للعنصر، وهو ما يميز ذرة عن أخرى.
اكتشف البروتونات
- تاريخياً، تعود محاولات اكتشاف الجسيمات الموجبة داخل الذرة إلى أواخر القرن التاسع عشر، مع التجارب الأولية التي أجراها العديد من العلماء.
- نجد أن الفضل الأكبر في الاكتشاف الفعلي وتحديد طبيعة هذه الجسيمات يُنسب إلى العالم النيوزيلندي إرنست رذرفورد في عام 1917.
- قام رذرفورد بتجاربه الشهيرة بقذف غاز النيتروجين بجسيمات ألفا، حيث لاحظ انبعاث جسيمات أخف ذات شحنة موجبة، والتي أطلق عليها اسم البروتونات.
- يدل اكتشاف البروتونات على اكتمال صورة النواة الذرية التي تحتوي على جسيمات موجبة (البروتونات) وجسيمات متعادلة (النيوترونات)، محاطة بالإلكترونات السالبة.
تعريف البروتونات
- البروتون هو جسيم دون ذري يوجد داخل نواة الذرة، وهو المكون الرئيسي الذي يعطي النواة شحنتها الموجبة الكلية والمميزة.
- يعرف البروتون بأنه الجسيم الذي يحدد العدد الذري للعنصر الكيميائي، حيث أن تغيير عدد البروتونات يؤدي إلى تحول الذرة إلى عنصر آخر تماماً.
- تتألف البروتونات داخلياً من جسيمات أصغر تُعرف باسم الكواركات، حيث يحتوي كل بروتون على ثلاثة كواركات مرتبطة ببعضها بقوة هائلة.
- كتلة البروتون ضخمة جداً مقارنة بالإلكترون، إذ تساوي تقريباً 1836 ضعف كتلة الإلكترون الواحد.
رمز البروتونات
- يُستخدم في الكيمياء والفيزياء رمز (P) أو (P+) للإشارة إلى البروتون، حيث يمثل الحرف اختصاراً للكلمة الإنجليزية (Proton).
- يعبر عن البروتون أحياناً أخرى برمز النواة الهيدروجينية الموجبة، حيث أن ذرة الهيدروجين تتكون من بروتون واحد فقط في نواتها.
- يكتب العدد الذري (وهو عدد البروتونات) في أسفل يسار رمز العنصر في الجدول الدوري، حيث يدل على ترتيب العنصر الأساسي.
شحنة البروتون والنيوترون
- شحنة البروتون هي شحنة كهربائية موجبة ومساوية في المقدار تماماً لشحنة الإلكترون السالبة، حيث تعتبر هي الوحدة الأساسية للشحنة في الذرة.
- النيوترون، على عكس البروتون، هو جسيم دون ذري متعادل كهربائياً، إذ لا يحمل أي شحنة صافية وشحنته تساوي صفراً تماماً.
- هذا التعادل الكهربائي للنيوترون يجعله مثالياً للاستخدام في القصف النووي، حيث لا يتأثر بالمجالات الكهربائية داخل النواة أثناء التفاعل.
- يعطى البروتون قيمة شحنة نسبية تساوي موجب واحد (+1) بينما تعطى النيوترون قيمة شحنة نسبية تساوي صفر (0)، وهذا هو أساس الاستقرار الكهربائي للذرة.
تظل البروتونات هي اللبنة الأساسية لهوية المادة وتكوينها، حيث تحدد طبيعة التفاعلات الكيميائية والفيزيائية للعناصر، ويعد فهم دورها في النواة مفتاحاً لعلوم الكيمياء والفيزياء النووية الحديثة.