Proton
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Loslegenvon altgriechisch: πρῶτον ("proton") – das Erste
Synonyme: Wasserstoffion, H+
Englisch: proton
Definition
Das Proton ist ein positiv geladenes, subatomares Teilchen aus der Familie der Baryonen. Es trägt eine positive Elementarladung und bildet gemeinsam mit dem Neutron als Nukleon den Atomkern.
Abgrenzung
Der Begriff „Proton" bezeichnet stets dasselbe Teilchen, wird aber in zwei Kontexten betrachtet: kernphysikalisch als Baustein des Atomkerns und chemisch als freies Wasserstoffion (H+), das dem Kern des häufigsten Wasserstoffisotops (1H) entspricht.
Physikalische Bedeutung
Das Proton ist kein Elementarteilchen, sondern aus einem down- und zwei up-Quarks aufgebaut (uud). Es besitzt einen Spin von 1/2 und eine Ruhemasse von 1,672 · 10-27 kg. Protonen kommen entweder als Nukleonen im Atomkern vor oder treten als freie Teilchen in der Protonenstrahlung auf.
Die Anzahl der Protonen im Kern legt die Ordnungszahl und damit das Element fest. Eine Änderung der Protonenzahl erzeugt folglich ein anderes Element.
Chemische Bedeutung
In der Chemie steht „Proton" für das freie Wasserstoffion H+ – also ein 1H-Atom ohne sein Elektron. Ein solches nacktes Proton existiert in wässriger Lösung nicht frei, sondern lagert sich an ein Wassermolekül an und bildet das Hydronium- bzw. Oxonium-Ion (H3O+):
H+ + H2O → H3O+
Die Konzentration dieser Ionen bestimmt den pH-Wert wässriger Lösungen. Nach dem Säure-Base-Konzept von Brønsted ist eine Säure ein Protonendonator, eine Base ein Protonenakzeptor.