Protoni vs. Neutron
Atomit ovat kaikkien olemassa olevien aineiden pieniä rakennuspalikoita. Ne ovat niin pieniä, että emme voi edes havaita paljaalla silmällämme. Normaalisti atomit ovat Angströmin alueella. Monien kokeiden jälkeen atomirakennetta kuvattiin 1800-luvulla. Atomi koostuu ytimestä, jossa on protoneja ja neutroneja. Neutronien ja positronien lisäksi ytimessä on muita pieniä atomihiukkasia. Ja ytimen ympärillä kiertää elektroneja kiertoradalla. Suurin osa atomin tilasta on tyhjää. Positiivisen varautuneen ytimen (protonien aiheuttama positiivinen varaus) ja negatiivisesti varautuneiden elektronien väliset vetovoimat ylläpitävät atomin muotoa. Sekä protonit että neutronit ovat nukleoneja. Ne sijaitsevat yhdessä ydinvoiman sitomien atomien ytimissä.
Protoni
Protoni on subatomihiukkanen atomien ytimessä ja sillä on positiivinen varaus. Protoni on yleensä merkitty p. Kun elektroni löydettiin, tutkijoilla ei ollut aavistustakaan protoni-nimisestä hiukkasesta. Goldstein löysi positiivisesti varautuneen hiukkasen, joka oli tuotettu kaasuista. Nämä tunnettiin anodisäteinä. Toisin kuin elektroneilla, näillä oli erilaiset varaus-massasuhteet käytetystä kaasusta riippuen. Monien tiedemiesten useiden kokeiden jälkeen Rutherford löysi lopulta protonin vuonna 1917.
Protonien lukumäärä on tärkeä atomiluvun osoittamisessa, koska elementin atomiluku on yhtä suuri kuin sen ytimessä olevien protonien lukumäärä. Esimerkiksi natriumin atomiluku on 11; siksi natriumin ytimessä on yksitoista elektronia. Protonilla on +1 varaus ja sen massa on 1,6726×10−27 kg. Protonin sanotaan koostuvan kolmesta kvarkista, kahdesta ylös-kvarkista ja yhdestä alaskvarkista. Sitä pidetään stabiilina hiukkasena, koska sen hajoamisikä on erittäin pitkä. Yksinkertaisimmalla alkuaineella, vedyllä, on vain yksi protoni. Kun vetyatomi vapauttaa elektroninsa, se muodostaa H+ ionin, jossa on protoni. Siksi kemiassa termiä "protoni" käytetään kutsumaan H+-ionia. H+ on tärkeä happoemäsreaktiossa ja tämä on erittäin reaktiivinen laji. Kaikissa muissa alkuaineissa paitsi vedyssä on enemmän kuin yksi protoni. Yleensä neutraaleissa atomeissa negatiivisesti varautuneiden elektronien lukumäärä ja positiivisesti varautuneiden protonien määrä ovat samanlaisia.
Neutron
Neutroni on toinen subatomihiukkanen, joka löytyy atomiytimistä. Se näkyy symbolilla n. Neutroneilla ei ole sähkövarausta. Sillä on vähän samanlainen massa kuin protoneilla, mutta neutronin massa on hieman suurempi kuin protonilla. Siksi neutronit otetaan huomioon atomien massalukua otettaessa. Samantyyppiset atomit voivat vaihdella läsnä olevien neutronien lukumäärän vuoksi, ja näitä kutsutaan isotoopeiksi. Rutherford esitti mahdollisuuden, että ytimissä on hiukkasen k altainen neutroni. Sitten useiden kokeiden jälkeen Chadwick todisti tämän ja löysi neutroneja. Neutroni koostuu kolmesta kvarkista, kahdesta alaskvarkista ja yhdestä ylös-kvarkista. Vapaat neutronit ovat epävakaita ja niillä on hyvin lyhyt puoliintumisaika. Neutronit ovat tärkeitä ydinreaktioissa.
Mitä eroa on protonilla ja neutronilla?
• Protonilla on positiivinen varaus, mutta neutronit ovat sähköisesti neutraaleja.
• Neutronin massa on hieman suurempi kuin protonin.
• Protonien katsotaan olevan stabiileja, koska niillä on erittäin pitkät puoliintumisajat (vuosia). Mutta neutronit ovat epävakaita ja niillä on hyvin lyhyt puoliintumisaika.
• Protonin sanotaan koostuvan kolmesta kvarkista, kahdesta yläkvarkista ja yhdestä alaskvarkista. Neutroni koostuu kolmesta kvarkista, kahdesta alaskvarkista ja yhdestä ylös-kvarkista.
