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¿Qué son la masa y carga de protones?

Escrito por debra durkee | Traducido por andrea galdames
¿Qué son la masa y carga de protones?

Átomo.

atom model vector file image by goce risteski from Fotolia.com

Alguna vez se consideró a los átomos como las unidades estructurales más pequeñas del universo, hasta que se descubrió que también los átomos están compuestos de unidades estructurales más pequeñas. Dichas unidades se denominaron protones, electrones y neutrones y, con el avance de la ciencia, se descubrió que cada uno de ellos también posee cualidades únicas.

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Masa

La masa de un solo protón es 1.672621636(83)×10 (-27) kg. La masa total de los protones en el núcleo de un átomo es la misma que la masa de todos los neutrones. De todo el peso de un átomo, más del 99 por ciento de la masa se encuentra en el núcleo. Así, casi la mitad de la masa atómica es de protones. La masa de un protón es aproximadamente 1.860 veces la masa de un electrón.

Carga

La carga de un protón es positiva. El núcleo de un átomo está compuesto por una carga positiva de protones y otra carga negativa de neutrones. La carga positiva del protón se denomina carga elemental +1, el opuesto exacto de la carga negativa, que lleva un solo electrón. Se denomina carga elemental ya que, en teoría, es la menor carga posible (se ha demostrado, sin embargo, que esta afirmación es errónea bajo dos excepciones: el Quark y la cuasipartícula). Una cosa aún no refutada es la constancia de la carga. A pesar de diversos factores tales como temperatura, presión y tiempo, la carga elemental de un protón no sufre cambios.

Medir la carga

La carga eléctrica de un átomo ha sido medida bajo distintos métodos, incluidas las constantes Josephson y vonKlitsing. Dichos métodos miden los efectos producidos por las aplicaciones de dosis de voltaje y, en el último ejemplo, campos magnéticos. El método Faraday mide la carga de protones mediante corrientes eléctricas y la cantidad de carga que pasa por un conector. Los primeros experimentos de este tipo incluyeron análisis de depósitos de plata producto de reacciones electro-químicas cuidadosamente controladas. Aunque la medición de constante Faraday fue reemplazada por el uso de culombio (la asignación aceptada internacionalmente para la carga eléctrica), la constante Faraday continúa siendo usada a gran escala en el campo de la electro-química.

Importancia

Ya que la carga de un protón es positiva, el número de protones contra electrones en un átomo es de gran importancia para determinar la carga de un átomo. Existe un átomo que tiene un solo protón y ningún neutrón: el hidrógeno. Ya que un neutrón no posee carga eléctrica, la única carga de hidrógeno se suministra por el único protón. Debido a esta asociación, el termino protón algunas veces se usa como sinónimo de ion de hidrógeno.

Consideraciones

El cambio de la carga de un átomo puede hacer al átomo inestable. El hidrógeno es particularmente vulnerable a estos cambios, llamados ioinación. Una vez que el átomo ha sido ionizado, se puede acelerar mediante campos electrónicos o magnéticos. Este es un proceso que se puede utilizar en plantas nucleares para la producción de radiación de partículas. Durante el proceso, un protón de carga positiva es desprendido y puede ser un peligro para el tejido vivo. El proceso también ocurre naturalmente pero muy elevado en la atmósfera, donde no presenta peligro para los tejidos animal, vegetal y humano.

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