# data[].attributes.body
ATOMOS

# data[].attributes.body
Se conoce como modelos atómicos a las distintas representaciones gráficas de la estructura y funcionamiento de los átomos. Los modelos atómicos han sido desarrollados a lo largo de la historia de la humanidad a partir de las ideas que en cada época se manejaban respecto a la composición de la materia.

# data[].attributes.body
En su modelo atómico Rutherford propuso que los átomos tienen un núcleo central donde se encuentra el mayor porcentaje de su masa. Además, según esta teoría, este núcleo tiene carga eléctrica positiva y es orbitado por partículas de carga opuesta y menor tamaño (electrones).
Rutherford no solo propuso esta estructura para el átomo, sino que además calculó su tamaño y lo comparó con el tamaño del núcleo, y llegó a la conclusión de que una buena parte de la composición del átomo es espacio vacío.

# data[].attributes.body
El modelo atómico de Bohr es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados

# data[].attributes.body
El núcleo atómico es el centro del átomo, está compuesto de protones y neutrones, y posee casi la totalidad de la masa del átomo. ... Los nucleones se dividen en protones y nucleones. Los protones tienen una carga eléctrica positiva mientras que los neutrones tienen una carga neutra.

# data[].attributes.body
Partícula pequeña de materia con carga positiva que se encuentra en los átomos de todos los elementos. el protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1, igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1836 veces superior a la de un electrón.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Protón p, p⁺, N⁺

Estructura de cuarks de un protón.

Composición | 2 cuark arriba, 1 cuark abajo
Familia | Fermión
Grupo | Hadrón
Interacción | Gravedad, Débil, Nuclear fuerte o Electromagnética
Antipartícula | Antiprotón
Teorizada | William Prout (1815)
Descubierta | observado como H⁺ por Eugen Goldstein (1886); identificado en otros núcleos (y nombrado) por Ernest Rutherford (1917-1920)

Masa

1,672 621 923 69 × 10−27 kg[1]​
938,272 088 16(29) MeV/c ²[1]​ 1,007 276 466 621(53) Da[1]​

Vida media | 3,6 × 10²⁹ años[2]​
Carga eléctrica | 1,602 176 634 × 10–19 C[1]​
Radio de carga | 0,8414(19) fm[1]​
Dipolo eléctrico | <5,4 × 10−24 e·cm
Polarizabilidad | 1,20(6) × 10−3 fm³
Momento magnético | 2,792 847 344 63(82) μN[1]​
Polarizabilidad magnética | 1,9(5) × 10−4 fm³
Espín | 1⁄2
Isospín | 1⁄2
Paridad | +1
Condensado | I(J P) = 1/2(1/2⁺)

[editar datos en Wikidata]

En física, el protón (del griego πρῶτον, prōton 'primero') es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1 (1,6 × 10⁻¹⁹ C), es igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1836 veces superior a la de un electrón. Su antipartícula, el antiprotón, tiene carga negativa -1.

Se ve el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 3,6 × 10²⁹ años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse en otras partículas.[3]​ Originalmente se pensó que el protón era una partícula elemental, pero desde la década de 1970 existe una evidencia sólida de que es una partícula compuesta. Para la cromodinámica cuántica el protón es una partícula formada por la unión estable de tres cuarks.[4]​

El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos. En un átomo, el número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es. El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (también el átomo estable más simple posible) está formado por un único protón. Al tener igual carga, los protones se repelen entre sí. Sin embargo, pueden estar agrupados por la acción de la fuerza nuclear fuerte, que a ciertas distancias es superior a la repulsión de la fuerza electromagnética. No obstante, cuando el átomo es grande (como los átomos de uranio), la repulsión electromagnética puede desintegrarlo progresivamente.[5]​

Historia[editar]

Generalmente se le acredita a Ernest Rutherford el descubrimiento del protón. En el año 1918 Rutherford descubrió que cuando se disparan partículas alfa contra un gas de nitrógeno, sus detectores de centelleo muestran los signos de núcleos de hidrógeno. Rutherford determinó que el único sitio del cual podían provenir estos núcleos era del nitrógeno y que por tanto el nitrógeno debía contener núcleos de hidrógeno. Por estas razones Rutherford sugirió que el núcleo de hidrógeno, del que en la época se sabía que su número atómico era 1, debía ser una partícula fundamental.[6]​

Antes que Rutherford, en 1886, Eugene Goldstein había observado rayos catódicos compuestos por iones cargados positivamente. Después del descubrimiento del electrón por J.J. Thomson, Goldstein sugirió que, puesto que el átomo era eléctricamente neutro, el mismo debía contener partículas cargadas positivamente. Goldstein usó los rayos canales y pudo calcular la razón carga/masa. Encontró que dichas razones cambiaban cuando variaban los gases que usaba en el tubo de rayos catódicos. Lo que Goldstein creía que eran protones resultaron ser iones positivos. Sin embargo, sus trabajos fueron largamente ignorados por la comunidad de físicos.

Los protones en física de partículas[editar]

Radio del protón[editar]

Las últimas observaciones experimentales, ponen el radio del protón en 8,4184 × 10⁻¹⁶ m.[7]​[8]​

Radio del protón = 2 h / (π c mp⁺) = 8,41235641483227·10⁻¹⁶ m

Radio del protón = 2 λp⁺ / π = 8,41235641483233·10⁻¹⁶ m

h es la constante de Planck.

π es 3,14159265358979...

c es la velocidad de la luz.

mp⁺ es la masa del protón.[9]​

λp⁺ es la longitud de onda Compton del protón.[10]​

Descripción[editar]

Los protones no se consideran partículas elementales, sino partículas compuestas por tres partículas elementales de espín 1/2:[11]​ dos cuarks arriba y un cuark abajo, las cuales también están unidas por la fuerza nuclear fuerte mediada por gluones. La masa de estos tres cuarks solo supone un 1 % de la masa del protón.[12]​ El resto proviene del cómputo de la energía de enlace al considerar el mar de gluones y los pares cuark-anticuark que los rodean.[13]​ La evidencia de que el protón no era una partícula elemental sino compuesta proviene de experimentos realizados durante los años 1970 que dieron lugar al modelo de partones, después reformulado dentro de la cromodinámica cuántica.[4]​

En cuanto a su clasificación, los protones son partículas de espín 1/2, por lo tanto fermiones (partículas de espín semientero). Al experimentar la interacción nuclear fuerte se dice que son hadrones, y dentro del conjunto de hadrones, bariones, que es como se designa a los hadrones que a su vez son fermiones.

Estabilidad[editar]

Al ser los protones los bariones más ligeros, la conservación del número bariónico nos llevaría a conjeturar su estabilidad. De hecho, la desintegración espontánea de los protones libres nunca ha sido observada. Sin embargo, algunas teorías que no conservan el número bariónico, entre las que se encuentran las teorías de la gran unificación, predicen procesos del tipo:

p → e⁺ + π⁰

p → μ + π⁰

donde un protón se desintegraría, hipotéticamente, en un positrón y en un pion neutro; o en un muon y un pion neutro.

Distintos montajes experimentales buscaron estas hipotéticas desintegraciones sin éxito en enormes cámaras subterráneas llenas de agua. El detector de partículas Super-Kamiokande en Japón, aunque no encontró ninguno de estos sucesos, estableció experimentalmente límites inferiores a la vida media de un protón del orden de 10³³ años.[14]​

Antiprotón[editar]

El antiprotón es la antipartícula del protón. Se conoce también como protón negativo. Se diferencia del protón en que su carga es negativa y en que no forma parte de los núcleos atómicos. El antiprotón es estable en el vacío y no se desintegra espontáneamente. Sin embargo, cuando un antiprotón colisiona con un protón, ambas partículas se transforman en mesones, cuya vida media es extremadamente breve (véase Radiactividad). Si bien la existencia de esta partícula elemental se postuló por primera vez en la década de 1930, el antiprotón no se identificó hasta 1955, en el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California, por Emilio Segre y Owen Chamberlain, razón por la cual se les concedió el Premio Nobel de Física en 1959.

Los protones en química[editar]

Número atómico[editar]

En química, el número de protones del núcleo de un átomo se conoce como número atómico (Z), y determina el elemento químico al que pertenece el átomo. Por ejemplo, el número atómico del cloro es 17, de modo que todo átomo de cloro tiene 17 protones y todos los átomos con 17 protones son átomos de cloro. Las propiedades químicas de cada átomo se determinan por el número de electrones, lo que para los átomos neutros es igual a la cantidad de protones para que la carga total sea cero. Por ejemplo, un átomo de cloro neutro tiene 17 protones y 17 electrones, mientras que un ion de cloro Cl⁻ tiene 17 protones y 18 electrones, por lo que resulta una carga total de -1. Todos los átomos de un elemento dado no son necesariamente idénticos, ya que el número de neutrones puede variar para formar los diferentes isótopos, y los niveles de energía pueden variar en la formación de diferentes isómeros nucleares.

Catión hidrógeno[editar]

Artículo principal: Hidrón

En física y química, el término protón puede referirse al catión de hidrógeno (H⁺). En este contexto, un emisor de protones es un ácido, y un receptor de protones una base. Esta especie, H⁺, es inestable en disolución, por lo que siempre se encuentra unida a otros átomos. En soluciones acuosas forma el ion hidronio u oxonio (H ₃ O⁺), donde el protón está unido de forma covalente a una molécula de agua. En este caso se dice que se encuentra hidratado, pero también pueden existir especies de hidratación superior.

Aplicaciones tecnológicas[editar]

Los protones tienen un espín intrínseco. Esta propiedad se aprovecha en la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). En esta técnica, a una sustancia se le aplica un campo magnético para detectar la corteza alrededor de los protones en los núcleos de esta sustancia, que proporcionan las nubes de electrones colindantes. Puede usarse posteriormente esta información para reconstruir la estructura molecular de una molécula bajo estudio; este sigue siendo llamado un protón en cualquier tipo de enlace que se quiera establecer.

Véase también[editar]

Física de partículas

Anexo:Tabla de partículas

Referencias[editar]

1. ↑ a b c d e f {{cita web|url=https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html%7Ctítulo=CODATA Internationally recommended 2018 values of the Fundamental Physical Constants|fechaacceso=23 de mayo de 2022

2. ↑ «Search for invisible modes of nucleon decay in water with the SNO+ detector». Consultado el 23 de mayo de 2022.

3. ↑ «Decaimiento del Protón». HyperPhysics. Consultado el 30 de abril de 2016.

4. ↑ a b Feynman, R. P. (1969). «The Behavior of Hadron Collisions at Extreme Energies». Gordon & Breach. pp. 237-249. ISBN 978-0-677-13950-0.

5. ↑ «La desintegración radioactiva». Universidad del País Vasco. Consultado el 30 de abril de 2016.

6. ↑ Rutherford E. (1919). «LIV. Collision of α particles with light atoms. IV. An anomalous effect in nitrogen». Philosophical Magazine Series 6 37 (222). doi:10.1080/14786440608635919. Consultado el 30 de abril de 2016.

7. ↑ «¿Qué tan grande es el protón?». El Gluón. Las grandes preguntas de la Física. UNAM. 2010. Consultado el 30 de abril de 2016.

8. ↑ Randolf Pohl, Aldo Antognini, François Nez, Fernando D. Amaro, François Biraben, João M. R. Cardoso, Daniel S. Covita, Andreas Dax, Satish Dhawan, Luis M. P. Fernandes, Adolf Giesen, Thomas Graf, Theodor W. Hänsch, Paul Indelicato, Lucile Julien, Cheng-Yang Kao, Paul Knowles, Eric-Olivier Le Bigot, Yi-Wei Liu, José A. M. Lopes, Livia Ludhova, Cristina M. B. Monteiro, Françoise Mulhauser, Tobias Nebel, Paul Rabinowitz et al (8 de julio de 2010). «The size of the proton». Nature (466): 213-216. doi:10.1038/nature09250. Consultado el 30 de abril de 2016.

9. ↑ «Fundamental Physical Constants. Proton mass». National Institute of Standards and Technology (NIST). Consultado el 30 de abril de 2016.

10. ↑ «Fundamental Physical Constants. Proton Compton wavelength». National Institute of Standards and Technology (NIST). Consultado el 30 de abril de 2016.

11. ↑ R.K. Adair (1989). The Great Design: Particles, Fields, and Creation. Oxford University Press. p. 214.

12. ↑ «Mass of the Common Quark Finally Nailed Down». sciencemag.org. 2 de abril de 2010. Consultado el 30 de abril de 2016.

13. ↑ S. Dürr1, Z. Fodor, J. Frison, C. Hoelbling, R. Hoffmann, S. D. Katz, S. Krieg, T. Kurth, L. Lellouch, T. Lippert, K. K. Szabo, G. Vulvert (2008). «Ab initio determination of Light Hadron Masses». Science 322 (5905): 1224-1227. doi:10.1126/science.1163233. Consultado el 30 de abril de 2016.

14. ↑ H. Nishino et al. (Kamiokande collaboration) (2009). «Search for Proton Decay via :p → e⁺ + π⁰ and :p → μ + π⁰ in a Large Water Cherenkov Detector». Physical Review Letters 102: 141801. Bibcode:2009PhRvL.102n1801N. doi:10.1103/PhysRevLett.102.141801.

Enlaces externos[editar]

# data[].attributes.body
En química, el número másico o número de masa es la suma del número de protones y el número de neutrones del núcleo de un átomo. Se simboliza con la letra A. Suele ser mayor que el número atómico, dado que los neutrones del núcleo proporcionan a este la cohesión necesaria para superar la repulsión entre los protones.

# data[].attributes.body
El neutrón es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas elementales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero.

# data[].attributes.body
Nube Electrónica:
Es la zona energética del espacio exterior al núcleo y en donde se encuentran las partículas denominadas electrones (e-).

# data[].attributes.body
Electrones
Es un tipo de partícula subatómica que presenta carga eléctrica negativa y que orbita activamente el núcleo atómico.

# data[].attributes.body
La Configuración Electrónica de los elementos es la disposición de todos los electrones de un elemento en los niveles y subniveles energéticos (orbitales). El llenado de estos orbitales se produce en orden creciente de energía, es decir, desde los orbitales de menor energía hacia los de mayor energía.
Existen 7 niveles de energía: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Y cada uno de ellos tiene, a su vez, hasta 4 subniveles de energía denominados s, p, d y f.

# data[].attributes.body
Radioactivos

Es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Debido a esa capacidad se las suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas en forma de rayos X o rayos gamma, o bien partículas, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras.

# data[].attributes.body
Las partículas alfa son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4. Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones.

# data[].attributes.headline
La desintegración beta, emisión beta o decaimiento beta es un proceso mediante el cual un nucleido o núcleido inestable emite una partícula beta (un electrón o positrón) para compensar la relación de neutrones y protones del núcleo atómico. Esta desintegración viola la paridad.Cuando esta relación es inestable, algunos neutrones se convierten en protones, o viceversa. Como resultado de este decaimiento, cada neutrón emite una partícula beta y un antineutrino electrónico o un neutrino electrónico.

# data[].attributes.subject
La desintegración beta, emisión beta o decaimiento beta es un proceso mediante el cual un nucleido o núcleido inestable emite una partícula beta (un electrón o positrón) para compensar la relación de neutrones y protones del núcleo atómico. Esta desintegración viola la paridad.Cuando esta relación es inestable, algunos neutrones se convierten en protones, o viceversa. Como resultado de este decaimiento, cada neutrón emite una partícula beta y un antineutrino electrónico o un neutrino electrónico.

# data[].attributes.body
Modelo de Thomson.
Es una teoría que habla acerca de la estructura de los átomos, fue propuesto por el físico británico Joseph Thomson, quién también es el descubridor del electrón. A través de este modelo, Thomson afirmaba que el átomo de carga positiva, se encontraba compuesto por electrones negativos, los cuales se encontraban incrustados en él, como si fueran pasas dentro de un pudin. Por esta comparación es que a este modelo atómico también se le conoce como “el modelo del pudin de pasas”.