陽子質量 - 定義、Kg および amu の値

陽子は、原子核に存在する正に帯電した粒子として定義されます。原子は、電子、陽子、および中性子で構成されています。その全質量は、その中心にある原子核に集中しています。原子核に存在する陽子と中性子の総称を核子といいます。電子は円軌道で原子核の周りを周回します。

陽子の質量は?

陽子 1 個の相対質量は、およそ 1.6725 × 10kg です。陽子はプラスの電荷を持っていますが、電子はマイナスの電荷を持っています。中性子は無電荷です。原子内の電子と陽子の数は同じです。したがって、電気的に中性です。

陽子の発見

1886 年、ゴールドスタインは、正の粒子の質量に対する電荷の比率が、放電管内に存在するガスの性質に依存することを発見しました。これは、異なるガスの電荷対質量比が異な​​ることを示しています。

正に帯電した光線の電荷対質量比は、放電管で使用される水素ガスで最も高いことが観測されました。これの主な理由は、水素が最も軽い原子であるため、その質量が最小になり、e/m 比が最大になることです。

放電管内の正に帯電した光線に付けられた名前は陽子で、水素原子から電子が取り除かれたときに生成されます。

H (水素原子) → H+ (陽子) + e– (電子)

したがって、陽子は水素イオン (H+) であると言えます。

陽子の性質

陽子は、次の物理的特性で正に帯電しています:

陽子の質量: 陽子の相対質量は、水素原子の質量に等しくなります。水素原子には陽子が 1 個と電子が 1 個あります。電子の質量は無視できると考えられるため、水素原子の質量は陽子の質量に等しいと言えます。陽子の質量は、電子の質量の 1841 倍と見なされます。

陽子 1 個の質量 =1.676 × 10 kg =1.676 × 10 g =1.6726219 × 10 kg

陽子の電荷は、電子の電荷と等しく反対です。したがって、正の単位電荷を持っています。

陽子の電荷 =+ 1.601 × 10 クーロン

電子、陽子、中性子とは?

原子は、陽子、電子、および中性子として知られる小さな粒子で構成されています。原子核は、原子の中心に中性子と陽子を含んでいます。その周りを電子が取り囲んでいます。陽子は正の電荷を帯びていますが、電子は負の電荷を帯びています。

陽子は、単位電子電荷と等しい電荷を持つ、安定した亜原子の正に帯電した粒子です。静止質量は 1.67262 × 10 kg で、これは電子質量の 1,835 です。

すべての原子の原子核は、陽子を 1 つしか含まない水素原子核を除いて、電気的に中性の中性子と陽子で構成されています。すべての化学元素の原子核には、同じ数の陽子があります。元素の原子番号はこの番号によって定義され、周期表での位置も決定します。原子核を周回する電子と陽子の数が等しい場合、その原子は電気的に中性であると見なされます。

陽子の発見は、原子構造に関する最も初期の調査が行われていた時代にさかのぼります。 JJ Thomson と Wilhelm Wien は、電子ストリッピングを受けたイオン化された気体分子と原子を研究しているときに、質量が水素原子の質量と等しい正に帯電した粒子を特定しました。アーネスト・ラザフォードは、1919 年に、アルファ粒子の衝撃下で、窒素が水素原子核と思われるものを放出することを示しました。 1920 年までに、水素原子核は素粒子として認められ、陽子と名付けられました。

20 世紀後半、高エネルギー粒子物理学の研究により、亜原子粒子グループ内の陽子の性質に関する構造的理解が修正されました。陽子と中性子はより小さな粒子で構成されていることが明らかになり、クォークと呼ばれる3つの素粒子からなる粒子であるバリオンと名付けられました。

高速は、粒子加速器でイオン化された水素からの陽子から与えられ、核反応を生成してそれらを研究するための発射体として一般的に使用されます。一次宇宙線の主成分は陽子です。それらは、ある種の人工核反応の生成物でもあります。

陽子の質量

陽子の質量は、現在のクォークとそれらを結合しているグルオンの総質量の組み合わせです。陽子と中性子はより小さな粒子で構成され、バリオンとして分類されます。これらの素粒子間の強い相互作用は、クォーク間で作用する質量のない粒子であるグルオンの交換によるものです。

1 つの陽子の質量は 1.672621898(21)×10 Kg に等しい

他の単位での陽子の質量

陽子の相対質量は、陽子の質量 (kg)、陽子の質量 (amu)、陽子の質量 (MeV) など、いくつかの異なる単位で定義できます。

以下は、さまざまな単位での陽子の質量です:

陽子質量計算

1886 年、Goldstein は彼の実験で、正に帯電した粒子の電荷:質量比が放電管内に存在するガスの性質に依存することに気付きました。これは、異なるガスの電荷対質量比が異な​​ることを意味します。彼は、放電管で使用される水素ガスの場合、正に帯電した光線の電荷:質量比が高いことを観察しました。これは主に、水素原子の重量が最も小さいため、その m が最小になるためです。したがって、ここでの e/m 比が最も高くなります。後に、放電管内のこれらの正に帯電した光線は、陽子と名付けられました。水素原子から電子を取り除いたり、陽子が水素イオンの場合、陽子を生成できるとも言えます。

陽子 1 個の原子質量は、以下に示す 3 つの方法を使用して計算できます。

1.理論からの計算: アインシュタインは 20 世紀に相対性理論を発表し、エネルギーと質量は交換可能であるという概念を見事に説明しました。これは、質量をエネルギーに、またはその逆に変換できることを意味します。 amu での陽子 1 個の質量は、この方法で上記の理論から導き出すことができます。

陽子の内部構造は、グルオンと呼ばれる引力によって結合された 3 つのクォークで構成されています。素朴な基準によれば、各クォークには amu で陽子の 1/3 の質量が与えられます。しかし、実際には、陽子質量の 95 ～ 98% はクォーク質量によって寄与されていません。一方、陽子の質量は、ほとんどの場合、エネルギーと質量の交換可能理論または E=mc の助けを借りて、クォーク力間の相互作用エネルギーから導き出されます。

2.原子モル質量法による: 水素原子 1 モルの重さは約 1.0079 g です。したがって、水素原子のプロトンの各モルの重量は約 1.0079 g です。

1 水素モルは 6.022 * 10 個の粒子に等しく、プロトンの重量は 1.0079 g に等しいので、プロトンの質量をモル数で割り、(1.0079 /6.022×10) を得ることができます。したがって、陽子の質量は 1.6737×10 g に等しくなります。

原子には、陽子の電荷のバランスをとる電子があることに注意してください。この実験は、周期表の原子で実行できます。

3. Electron との質量比較: この方法での原子の曲がりは、標準化された磁場または電場に入ったときに定量化されます。曲げの大きさは、電子の質量との比較を実行することにより、陽子の質量も示します。実験の主なアイデアは、転がるボールを動かすのと同じです。そこでは、重い陽子が常に一定の力によって直線運動からわずかにそらされます。このたわみは、電子ではさらに大きくなります。

結論

陽子は重要な亜原子粒子であるため、化学の観点から、陽子の特性に関する知識を持つことは非常に重要です。この記事が、このトピックに関する誤解の一部を解消し、知らなかったいくつかの事実を知るのに役立つことを願っています.

よくある質問

Q) 電子には質量がありますか?

A) 電子と中性子陽子 1 個の質量を比較すると、質量がないと見なされます。また、原子の質量数を計算するとき、電子の質量は無視されます。

Q) 陽子の内部はどのように見えますか?

A) 陽子は、原子核の重要な部分です。これは、グルオンによって接続された 3 つのクォークで構成されています。

Q) 陽子を発見したのは誰ですか?

A) ラザフォードは、1909 年に金箔と呼ばれる彼の実験で陽子を発見しました。

Q) 1 kg の重さの陽子はいくつですか?

A) 103モルの陽子

Q) 陽子の質量は何グラムですか?

A) 1.672621898(21)×10−24 g は陽子のグラム単位の質量です