פרוטון נגד ניוטרון
אטומים הם אבני הבניין הקטנות של כל החומרים הקיימים. הם כל כך זעירים שאנחנו אפילו לא יכולים להתבונן בעין בלתי מזוינת. בדרך כלל אטומים נמצאים בטווח אנגסטרום. לאחר הרבה ניסויים, המבנה האטומי תואר במהלך המאה ה-19. האטום מורכב מגרעין, שיש בו פרוטונים וניוטרונים. מלבד נויטרונים ופוזיטרונים ישנם חלקיקים תת-אטומיים קטנים אחרים בגרעין. ויש אלקטרונים שמסתובבים סביב הגרעין באורביטלים. רוב החלל באטום ריק. כוחות המשיכה בין הגרעין הטעון החיובי (מטען חיובי עקב פרוטונים) לבין האלקטרונים הטעונים שלילי שומרים על צורת האטום.גם פרוטונים וגם נויטרונים הם נוקלונים. הם ממוקמים יחד בגרעינים של אטומים הקשורים בכוח הגרעינים.
פרוטון
פרוטון הוא החלקיק התת-אטומי בגרעין האטומים ויש לו מטען חיובי. פרוטון מסומן בדרך כלל כ-p. כאשר האלקטרון התגלה, למדענים לא היה מושג לגבי חלקיק שנקרא פרוטון. גולדשטיין גילה חלקיק טעון חיובי שהופק מגזים. אלו היו ידועות כקרני האנודה. בניגוד לאלקטרונים, לאלה היו יחסי מטען למסה שונים בהתאם לגז המשמש. לאחר ניסויים שונים של מדענים רבים, סוף סוף גילה רתרפורד את הפרוטון ב-1917.
מספר הפרוטונים חשוב לציון המספר האטומי, כי עבור יסוד, מספר אטומי שווה למספר הפרוטונים שיש לו בגרעין. לדוגמה, המספר האטומי של נתרן הוא 11; לכן, לנתרן יש אחד עשר אלקטרונים בגרעין. לפרוטון יש מטען +1, והמסה שלו היא 1.6726×10−27 ק"ג.אומרים כי פרוטון מורכב משלושה קווארקים, שני קווארקים למעלה וקווארק אחד למטה. הוא נחשב לחלקיק יציב, מכיוון שאורך חייו המתכלה הוא ארוך מאוד. היסוד הפשוט ביותר, למימן, יש רק פרוטון אחד. כאשר אטום המימן משחרר את האלקטרון שלו, הוא יוצר יון H+, שיש לו פרוטון. לכן, בכימיה, המונח "פרוטון" משמש כדי לקרוא ליון H+. H+ חשוב בתגובת בסיס חומצה, וזהו מין תגובתי במיוחד. יש יותר מפרוטון אחד בכל שאר היסודות מלבד מימן. בדרך כלל באטומים ניטרליים, מספר האלקטרונים הטעונים שלילי ומספר הפרוטונים הטעונים חיובי דומים.
Neutron
נייטרון הוא חלקיק תת-אטומי נוסף שנמצא בגרעיני האטומים. זה מוצג על ידי הסמל n. לנייטרונים אין מטען חשמלי. יש לו מסה קצת דומה בהשוואה לפרוטונים, אבל המסה של נויטרון קצת יותר גדולה מזו של פרוטון.לכן, נויטרונים נחשבים כאשר לוקחים את מספר המסה של האטומים. אותו סוג של אטומים עשוי להיות שונה בגלל מספר הנייטרונים הקיימים, ואלה ידועים כאיזוטופים. רתרפורד העלה את האפשרות שיש חלקיק כמו נויטרון בתוך הגרעינים. ואז לאחר סדרת ניסויים, צ'דוויק הוכיח זאת ומצא נויטרונים. ניוטרון מורכב משלושה קווארקים, שני קווארקים למטה וקווארק אחד למעלה. נויטרונים חופשיים אינם יציבים ובעלי מחצית חיים קצרים מאוד. נויטרונים חשובים בתגובות גרעיניות.
מה ההבדל בין פרוטון לנויטרון?
• לפרוטון יש מטען חיובי, אבל הנייטרונים הם ניטרליים מבחינה חשמלית.
• המסה של נויטרון גדולה במעט מזו של פרוטון.
• פרוטונים נחשבים ליציבים, מכיוון שיש להם זמני מחצית חיים ארוכים מאוד (שנים). אבל נויטרונים אינם יציבים ויש להם מחצית חיים קצרים מאוד.
• אומרים כי פרוטון מורכב משלושה קווארקים, שני קווארקים למעלה וקווארק אחד למטה. ניוטרון מורכב משלושה קווארקים, שני קווארקים למטה וקווארק אחד למעלה.
