Carga elétrica positiva constituída por três quarks
O próton (p) ou (p+) foi descoberto em 1886 pelo físico alemão Eugen Goldstein, que observou nas descargas elétricas o surgimento de raios massivos, com carga elétrica positiva, mas foi em 1920 que esse fenômeno recebeu esse nome, dado pelo neozelandês Ernest Rutherford, um dos criadores dos modelos atômicos.
O próton é um composto de três quarks, sendo dois quarks up e um quark down. Por quarks entende-se que são partículas que possuem duas propriedades importantes e podem ser classificados como top (t), bottom (b), charm (c), strange (s), up (u) e down (d). Estes dois últimos estão presentes também nos nêutrons.
Representação visual de dois quarks up (u) e um quark down (d) do próton. (Foto: Wikimedia)
Os prótons encontram-se ativos dentro do núcleo do átomo, alinhados segundo o campo magnético e movendo-se a uma determinada direção. Quando estão em um campo magnético forte movimentam-se em alta velocidade, que pode ser medida pela precessão, ou seja, a quantidade de vezes que o átomo gira em torno de si. Tal frequência não é constante, pois depende da força do campo magnético.
Diante desse movimento, quanto mais forte é o campo magnético, maior será a velocidade da frequência de precessão. Para calcular essa frequência, usa-se a equação de Larmor.
No século XX, os núcleons eram vistos como partículas fundamentais, servindo de classificação para os prótons e os nêutrons. No entanto, atualmente acredita-se que a interação entre eles é o resultado de uma ação da força nuclear forte, o quark. Comumente o nome núcleons ainda é visto, em alguns livros didáticos, como atribuição ao próton.
Atenção: núcleon é diferente de núcleo do átomo. Apesar da semelhança entre os nomes, o termo núcleon refere-se às partículas nucleares (os prótons e os nêutrons) e o núcleo atômico é a região central do átomo.
Características do próton
O próton está localizado no núcleo atômico, mas é invisível ao microscópio comum, sendo 100 mil vezes menor do que um átomo e sua massa é menor do que a de um nêutron. Atribui-se à massa real de um próton o valor aproximado de 1.007276 u e massa relativa igual a 1. Já o valor da carga elétrica real do próton é de 1,6 • 10-19 coulombs, aproximado para +1.
A massa dos prótons é constituída de energia cinética dos quarks e dos campos de partículas de trocas. Eles têm a mesma carga que o elétron e são mais pesados do que o nêutron, que tem carga elétrica nula.
Uma característica peculiar do próton é que ele pode emitir partículas independentes, que não precisam ligar-se ao núcleo ou ao elétron, por ser estável. Por isso, possibilita a formação de hidrogênio neutro, a partir da captura de um elétron.
Todos os elementos químicos têm um número de prótons que determinam o número atômico (z) de cada um. Quando ocorre de dois ou mais elementos possuírem o mesmo número de prótons são chamados de isótopos.
Como saber a quantidade de próton em um elemento químico
Descobrir a quantidade de prótons existentes em um elemento químico dispensa cálculos e não demanda muito tempo. Contudo, a tabela periódica é uma boa aliada para descobrir o número de prótons de um elemento químico.
Essa tabela organiza os elementos por estrutura atômica, classificando-os por cores e uma abreviatura padrão universal. Por meio dela é possível ver informações como a massa e o número atômico.
Na tabela periódica os elementos são separados em grupos: metais, não metais e semimetais, metais alcalinos, halogênios e gases nobres.
O número de prótons em cada núcleo atômico é chamado de número atômico (z), sendo o responsável por determinar a diferença entre os diversos elementos químicos.
O número atômico não deve ser confundido com o número de massa (a), que é a soma do número de prótons e de nêutrons existentes no núcleo do átomo. A massa atômica é determinada a partir da média das massas atômicas dos isótopos do elemento químico.
Sabendo-se que o número de prótons é igual ao de massa atômica e tendo conhecimento de que a tabela periódica dá essa informação, o passo mais aconselhável é localizar a massa atômica do elemento na tabela periódica. Essa informação está disposta na tabela em ordem crescente de número atômico.
Para isso, deve-se seguir os seguinte passo:
1. Para descobrir qual é o próton de um elemento, primeiramente é preciso localizar o elemento químico na tabela periódica.
2. Deve-se localizar o número atômico do elemento, que fica acima do símbolo principal, no canto superior esquerdo ou acima da letra (isso varia conforme a tabela). A partir disso ficará mais fácil saber quantos prótons têm no elemento. Exemplo: Cloro (Cl) tem número atômico 17, portanto possui 17 prótons.
Dica: um elemento químico em estado neutro tem o mesmo número de prótons e elétrons.