Pengertian Proton : Sifat, Karakteristik, Struktur, Stabilitas

Pengertian Proton : Sifat, Karakteristik, Struktur, Stabilitas

Apa itu proton?

pengertian-proton

Proton adalah sejenis partikel subatomik yang merupakan salah satu partikel minimal yang menyusun sebuah atom. Proton ini termasuk dalam keluarga fermion dan juga memiliki muatan listrik positif.

Semua materi terdiri dari atom dan pada gilirannya terdiri dari 3 jenis partikel yang memiliki muatan listrik yang berbeda:

  • Elektron (muatan negatif),
  • Neutron (muatan netral) dan
  • Proton (muatan positif).

Untuk waktu yang lama diyakini bahwa proton ini adalah jenis partikel fundamental, yaitu dapat atau tidak dapat dibagi. Sekarang, bagaimanapun, ada bukti kuat bahwa proton ini terdiri dari quark.

Namun, proton ini adalah partikel subatomik yang stabil, ekuivalen elektronnya. Berbeda dengan elektron yang mengorbit inti atom, proton ini terletak di nukleus di sebelah neutron, yang berkontribusi pada sebagian besar massa atom.

Sejarah penemuan proton

Ernest Rutherford ini menemukan proton melalui eksperimen dengan nitrogen. Proton ini ditemukan pada tahun 1918 oleh Ernest Rutherford (1871-1937), seorang ahli kimia dan fisikawan Inggris. Selama percobaan dengan gas nitrogen ini, Rutherford kemudian menemukan bahwa instrumennya mendeteksi keberadaan inti hidrogen dengan membakar partikel alfa ke dalam gas.

Dia menyimpulkan bahwa inti pasti merupakan partikel materi yang fundamental, tanpa mengetahui bahwa inti atom hidrogen mengandung sebuah partikel: proton. Oleh karena itu diputuskan untuk mensuplai hidrogen dengan nomor atom 1.

Namun, pengalaman ilmiah sebelumnya juga diketahui yang menyebabkan penemuan ini. Contoh: Fisikawan Jerman Eugene Goldstein (1850-1930) sampai pada kesimpulan pada tahun 1886 bahwa atom menjadi netral secara elektrik.

Selain itu, J. J. Thompson (1856-1940) dari Inggris telah atau pernah menemukan elektron besar bermuatan negatif, yaitu perlu ada beberapa jenis partikel lain dengan muatan berlawanan dalam atom. Namun, dalam pencariannya untuk partikel-partikel ini, Goldstein kemudian menemukan ion positif dengan bereksperimen dengan sinar katoda.

Sifat dan sifat proton

Proton ini adalah partikel komposit yang stabil, jauh lebih besar dari elektron (1836 kali) dan juga memiliki muatan elementer positif 1 (1,6 x 10 ^ -19 C). Proton itu sendiri terdiri dari tiga partikel dasar atau quark: dua “di atas” (di atas) dan satu “di bawah” (di bawah). Waktu paruh mereka lebih dari 1035 tahun. Mulai saat ini mereka cenderung mengelupas.

Seperti partikel subatomik lainnya, proton ini memiliki spinnya sendiri, yaitu momentum sudut intrinsik yang tidak berubah-ubah, yang dalam hal ini adalah ½. Properti ini sangat berguna dalam resonansi magnetik nuklir serta dalam aplikasi teknologi modern lainnya.

Struktur proton

Proton dan neutron ini juga memiliki strukturnya. Dalam proton dan neutron, kita menemukan partikel elementer nyata yang disebut quark. Di dalam inti, proton dan neutron disatukan oleh gaya kuat, interaksi mendasar yang mengatur perilaku kuark yang menyusun proton dan neutron individu.

Proton memiliki komposisi kuark uud, jadi bilangan kuantum muatannya adalah:

q (uud) = ⅔ + ⅔ + (-1/3) = +1

Massa proton adalah 938.272 MeV / c2, sedangkan massa ketiga quark hanya sekitar 12 MeV / c2 (hanya sekitar 1% dari energi massa neutron). Seperti proton, sebagian besar massa (energi) neutron ini berbentuk energi gaya nuklir kuat (gluon). Kuark neutron disatukan oleh gluon, yang bertukar partikel dengan gaya nuklir kuat.

Stabilitas proton

Proton bebas ini (proton yang tidak terikat pada nukleon atau elektron) adalah partikel stabil yang belum diamati secara spontan terurai menjadi partikel lain. Proton bebas ini muncul secara alami dalam sejumlah situasi (misalnya, membentuk 90% sinar kosmik) di mana energi atau suhu cukup tinggi untuk memisahkannya dari elektron yang memiliki afinitas.

Peluruhan proton juga terkait dengan hukum kekekalan bilangan baryon. Bilangan baryon ini adalah generalisasi bilangan nukleon, yang dipertahankan dalam reaksi serta peluruhan inti non-relativistik. Hukum melestarikan jumlah baryon menyatakan:

Jumlah bilangan baryon dari semua partikel yang masuk sesuai dengan jumlah barion dari semua partikel yang dihasilkan dari reaksi.

Inti atom

Karena mereka biasanya ditemukan di inti atom, proton dan neutron dikenal sebagai “nukleon”. Elektron, di sisi lain, mengelilingi mereka lebih atau kurang tersebar.

Inti atom-atom ini dihubungkan bersama oleh gaya nuklir kuat yang hanya terdapat pada atom besar (seperti uranium) yang dapat atau dapat menghasilkan gaya lain seperti elektromagnetik.

Nukleon ini adalah persentase massa atom tertinggi dan dengan demikian menentukan perbedaan antara unsur kimia dan unsur lainnya: misalnya, atom hidrogen ini hanya memiliki satu proton dalam intinya, sedangkan helium memiliki 2 proton dan satu atau dua neutron. tergantung pada isotop spesifiknya.
Nomor atom

Nomor atom masing-masing unsur dapat atau dapat dilihat pada tabel periodik.

Nomor atom (Z) menunjukkan berapa banyak proton yang dimiliki suatu jenis atom dalam nukleusnya. Setiap unsur kimia memiliki nomor atom yang berbeda, meskipun sifat kimianya agak ditentukan oleh jumlah elektron yang mengorbit inti.

Sebagai contoh, klor (Cl) memiliki 17 proton pada intinya, sehingga nomor atomnya adalah 17. Nomor ini juga tidak pernah berbeda di antara isotop (versi) dari atom yang sama, karena mereka hanya berbeda satu sama lain dalam jumlah. Neutron di intinya.

Muatan dan massa proton

Dalam fisika, proton ini adalah partikel subatomik dengan muatan positif 1,6 × 10-19 coulomb dan bermassa 938 MeV (1,6726231 × 10-27 kg atau sekitar 1836 kali massa elektron). Sebuah atom biasanya terdiri dari sejumlah proton dan neutron di dalam inti (pusat) atom, serta sejumlah elektron yang mengelilingi nukleus. Dalam atom bermuatan netral, jumlah proton ini sesuai dengan jumlah elektron. Jumlah proton di dalam inti atom biasanya menentukan sifat kimiawi sebuah atom. Inti atom ini sering disebut dengan nukleus, nukleus, atau nukleon, dan reaksi yang terjadi atau berkaitan dengan inti atom ini disebut reaksi nuklir.
Properti fisik

Proton-proton ini memiliki massa yang lebih kecil daripada neutron di dalam inti atom, tetapi berukuran 1.836 kali lebih besar dari elektron. Massa proton yang sebenarnya adalah 1,6726 x 10 & menit; ² & sup7; Kilogram, yang merupakan massa yang sangat kecil. Simbol “^ -” adalah eksponen negatif. Angka ini adalah koma desimal, diikuti oleh 26 angka nol, maka angka tersebut adalah 16726. Dengan muatan listrik, protonnya bertanda positif. Proton ini bukanlah partikel elementer, tetapi terdiri dari tiga partikel kecil yang disebut quark.
Fungsi di Atom

Proton dalam nukleus ini membantu mengikat nukleus. Proton ini juga menarik elektron bermuatan negatif dan menyimpannya dalam orbit di sekitar inti. Jumlah proton dalam inti atom ini menentukan unsur kimianya. Nomor ini dikenal sebagai nomor urut; sering disebut dengan huruf kapital “Z”.

Penggunaan eksperimental

Dalam akselerator dengan partikel besar, fisikawan ini mempercepat proton hingga kecepatan yang sangat tinggi dan juga memaksanya untuk bertabrakan. Ini menciptakan kaskade partikel lain yang telah dipelajari oleh fisikawan sejak saat itu. Laboratorium CERN untuk Fisika Partikel di Swiss bertabrakan dengan proton untuk mempelajari struktur interiornya dengan akselerator yang disebut Large Hadron Collider (LHC). Partikel-partikel tersebut kemudian dibatasi oleh magnet kuat yang menggerakkan mereka dalam cincin sepanjang 27 kilometer ini sebelum mereka bertabrakan.

Eksperimen itu mirip dengan menciptakan kembali, dalam skala kecil, bentuk material yang ada tak lama setelah Big Bang.

Energi untuk bintang-bintang

Di matahari dan semua bintang lainnya, proton ini bergabung dengan proton lain melalui fusi nuklir. Fusi ini kemudian membutuhkan suhu sekitar 1 juta derajat Celcius. Temperatur yang tinggi menyebabkan 2 partikel yang lebih ringan melebur menjadi partikel ketiga. Massa partikel yang dihasilkan kurang dari gabungan dua partikel asli.

Albert Einstein kemudian menemukan pada tahun 1905 bahwa materi dan energi dapat atau dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Ini menjelaskan bagaimana hilangnya massa yang hilang dalam proses fusi muncul sebagai energi yang dipancarkan oleh bintang.

Contoh proton

Ada proton gratis. Inti atom hidrogen atau ion H + adalah contoh proton. Terlepas dari isotopnya, setiap atom hidrogen memiliki 1 proton; Setiap atom helium mengandung 2 proton. Setiap atom litium mengandung 3 proton dan seterusnya.

Demikian penjelasan pengertian proton, struktur, sifat, isi, sejarah dan contoh, semoga apa yang sedang dijelaskan, semoga bermanfaat bagi anda. Terimakasih banyak

Sumber :