Física/Física moderna/Protón, electrón y neutrón

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Protón[editar]

Estructura de quarks de un protón.

En física, el protón (en griego protón significa primero) es una partícula subatómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva (+)(1,602 x 10–19 culombios) y una masa de 938,3 MeV/c2 (1,6726 × 10–27 kg) o, del mismo modo, unas 1836 veces la masa de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos.

El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (también el átomo estable más simple posible) es un único protón. Los núcleos de otros átomos están compuestos de nucleones unidos por la fuerza nuclear fuerte. El número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es.

Los protones están clasificados como bariones y se componen de dos quarks arriba y un quark abajo, los cuales también están unidos por la fuerza nuclear fuerte mediada por gluones. El equivalente en antimateria del protón es el antiprotón, el cual tiene la misma magnitud de carga que el protón, pero de signo contrario.

Debido a que la fuerza electromagnética es muchos órdenes de magnitud más fuerte que la fuerza gravitatoria, la carga del protón debe ser opuesta e igual (en valor absoluto) a la carga del electrón; en caso contrario, la repulsión neta de tener un exceso de carga positiva o negativa causaría un efecto expansivo sensible en el universo, y, asimismo, en cualquier cúmulo de materia (planetas, estrellas, etc.).

Neutrón[editar]

Un neutrón es una variación neutra formada por dos quarks down y un quark up. Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la del protón.

Algunas de sus propiedades:

  • Masa: mn = 1,6749x10-27 Kg = 1,008587833 uma
  • Vida media: tn = 886,7 ± 1,9s
  • Momento magnético: mn = -1,9130427 ± 0,0000005 mN

El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos (la única excepción es el hidrógeno), ya que interactúa fuertemente atrayéndose con los protones, pero sin repulsión electrostática.

Electrón[editar]

Electrón
Los primeros orbitales inferiores de átomos de hidrógeno mostradas como secciones transversales con código de color que muestra la probabilidad de densidad.
Clasificación
Partículas elementales
Fermión
Lepton
Primera generación
Electrón
Propiedades
Masa: 9.1094 × 10−31kg
¹⁄1836uma
Carga eléctrica: −1.6 × 10−19C
Spin: ½
Color de carga: none
Interacción: Interacción gravitatoria, Interacción electromagnética, Interacción débil

El electrón (Del griego ελεκτρον, ámbar), comúnmente representado como e) es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo atómico, compuesto fundamentalmente de protones y neutrones.

Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos.