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Protones

Puede que te hayas preguntado cómo funciona la pantalla en la que estás leyendo este artículo. Si miras muy de cerca, valiéndote solo de tus ojos, podrás notar ciertos píxeles individuales, pero no más que eso.

Para entender realmente cómo produce los colores la pantalla, hay que mirar mucho más de cerca: con un microscopio muy potente podrías, incluso, empezar a identificar los átomos que forman la pantalla. Y, si te parases a observar con atención estos átomos y pudieses moverlos y modificarlos a tu antojo para estudiarlos, identificarías varias partes que los forman:

  • Fuera de lo que se conoce como el núcleo, verías los electrones (los cuales tienen carga negativa), dando saltos en órbitas de probabilidad.
  • Por otra parte, dentro del núcleo podrías identificar tanto los neutrones (con carga neutra) como los protones (que tienen carga positiva).

El día de hoy nos centraremos estos últimos: los protones.

Definición de protón

Los protones son partículas que se encuentran en la zona conocida como el núcleo del átomo, al igual que los neutrones. Este núcleo concentra casi toda la masa del átomo y se sitúa en su centro. Por encontrarse en el centro o núcleo del átomo, los protones y neutrones también se conocen como nucleones.

El protón tiene carga positiva y es uno de los dos tipos de partículas que poseen la mayor cantidad de masa en el átomo; a diferencia de los electrones, que son muy ligeros, en comparación. La siguiente tabla enumera algunas de las características de un protón

Partícula Masa (kg) Carga eléctrica (C) Localización
Protón1,67·10-271,6022·10-19Núcleo

Tabla 1. Características y datos del protón

Descubrimiento del protón

El descubrimiento del protón no se produjo de manera aislada. Es decir, no se propuso la existencia del protón respecto a una estructura atómica ya establecida, sino que fue una nueva estructura atómica la que venía con la propuesta de la existencia del protón. Ese nuevo modelo atómico, que sugería la existencia de una partícula subatómica con carga positiva, fue propuesto por el físico británico-neozelandés Ernes Rutherford en 1911. Su modelo atómico fue, desde entonces, conocido como el modelo de Rutherford.

Protones Modelo de átomo StudySmarterFig. 1: El modelo de Rutherford sugería que los electrones orbitaban alrededor del núcleo, donde se encontraban tanto los neutrones como los protones.

Pese a esto, Rutherford inicialmente no hablaba del protón, sino que simplemente consideraba que en el núcleo se concentraba la masa de todo el átomo y su carga positiva. No fue sino hasta 1918 cuando, mediante el experimento de Rutherford, el físico habló por primera vez de una partícula con masa y carga positiva a la que llamó protón del griego prōton que quiere decir "primero". En este experimento Rutherford bombardeaba, con partículas alfa ionizadas, un gas nitrógeno. A raíz de esto detectó la presencia de núcleos de hidrógeno que, como sabemos, están formados por un solo protón; así, consideró que esto debía de tratarse de una partícula fundamental.

Puedes entender más acerca del experimento de Rutherford en el artículo correspondiente de StudySmarter.

Número de protones

Para determinar el número de protones o número atómico de un átomo (definido por la letra Z) hay que leer el número de la esquina inferior izquierda del símbolo del elemento:

Este es un átomo de carbono. El número de protones en el núcleo es 6.

Este es un átomo de oxígeno. El número de protones en el núcleo es 8.

El número de protones no cambia entre los isótopos, ya que solo cambia el número de electrones.

Masa del protón

Los protones son uno de los dos tipos de partículas responsables de la mayor parte de la masa del átomo: con una masa de 1,67·10-27 kg, los protones tienen una masa casi 1836,15 veces mayor que la de los electrones y casi igual a la de los neutrones (hay una diferencia de aproximadamente 0,1 % ). Por eso, cuantos más protones tenga un átomo, más pesado será.

Carga del protón

Los protones tienen una carga de 1,6022*10-19 C y son los responsables de la carga positiva de un átomo. Por eso, la carga eléctrica de un átomo es negativa solo si el número de electrones es mayor que el de protones. Por el contrario, es positiva si el número de protones supera al de electrones.

Estos son algunos ejemplos de cómo los protones y los electrones determinan la carga eléctrica de un átomo:

Un catión de oxígeno que carece de dos electrones

En este caso, el oxígeno no es neutro sino que tiene un exceso de dos protones. La carga total es de 1,6022⋅10-19 culombios multiplicados por dos, o 3,2044⋅10-19 culombios.

Un catión de hierro que carece de un electrón

En este caso, el hierro no es neutro sino que tiene un exceso de un protón, por lo que la carga total es de 1,6022⋅10-19 culombios.

Carga relativa del átomo

Al pensar en las cargas atómicas, ayuda trabajar con el concepto de carga relativa: esta muestra la diferencia entre el número de protones y electrones que hay. Si la carga relativa es positiva, habrá más protones que electrones en el átomo; y, si por el contrario, es negativa, habrá más electrones que protones.

Como el electrón y el protón tienen una carga eléctrica igual, para calcular la carga total, sólo hay que multiplicar la carga relativa del átomo por la carga del protón y asignarle si es es positiva o negativa:

Un catión de carbono con una carga relativa de +1

En este caso, el carbono ya no es neutro: tiene un protón más. Su carga total es de 1,6022⋅ 10 -19 culombios multiplicados por uno.

Una partícula alfa formada por un núcleo de helio sin electrones y con una carga relativa de +2

En este caso, el helio ya no es neutro, sino que tiene un exceso de dos protones. Su carga total es de 1,6022 ⋅ 10-19 culombios multiplicados por dos, o 3,2044⋅10-19 culombios.

Protones Carga del protón StudySmarterFig. 2: A la izquierda, la carga relativa de un átomo de helio. A la derecha, el núcleo de un átomo de helio (también conocido como partícula alfa). Las cargas relativas varían en función del número de electrones.

Protones - Puntos clave

  • Los protones son una de las dos partículas que añaden una mayor cantidad de masa a un átomo.
  • Los protones, con una masa de 1,67·10-27 kg, son casi 1836,15 veces más pesados que los electrones.
  • Los protones y los neutrones tienen masas similares.
  • Los protones tienen una carga eléctrica de 1,6022·10-19 C (coulombios). Los electrones tienen la misma carga eléctrica, pero negativa.
  • El número de protones y la falta de electrones determinan la carga positiva de un átomo.
  • Un átomo con exceso de protones se llama catión.
  • Un átomo con exceso de electrones se llama anión.

Preguntas frecuentes sobre Protones

La primera persona en hablar de protón fue Ernest Rutherford, en su modelo atómico de Rutherford. 

La masa de los protones es de 1,67·10^(-27) kg.

Los protones son partículas que se encuentran en la zona conocida como el núcleo del átomo, al igual que los neutrones. Estos tienen carga positiva y son uno de los dos tipos de partículas que poseen la mayor cantidad de masa en el átomo, a diferencia de los electrones, que son muy ligeros en comparación. 

Los protones se encuentran en el núcleo del átomo, junto a los neutrones. 

Los protones y los neutrones son las partículas subatómicas que, junto a los electrones, forman el átomo. Estas dos partículas se encuentran en el núcleo del átomo, mientras que los electrones se encuentran en orbitales alrededor de este. 

Cuestionario final de Protones

Pregunta

¿Qué otro nombre reciben los protones?

Mostrar respuesta

Answer

Los protones y los neutrones también se conocen conjuntamente como nucleones.

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Pregunta

En la notación de los nucleidos, ¿dónde se encuentra el número del protón?

Mostrar respuesta

Answer

En la esquina inferior izquierda.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la masa de un protón?

Mostrar respuesta

Answer

\[1,67\cdot 10^{-27}\,\,\mathrm{kg}\].

Show question

Pregunta

¿En qué unidades se mide la carga de un protón?

Mostrar respuesta

Answer

En culombios (\(C\)).

Show question

Pregunta

¿Cuál es el número de protones del carbono 22?

Mostrar respuesta

Answer

6.  

Show question

Pregunta

Los protones constituyen una gran parte de la masa de un átomo: ¿Verdadero o falso?

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la masa de un protón comparada con la de un electrón?

Mostrar respuesta

Answer

Es 1836,16 veces mayor.

Show question

Pregunta

Un anión se define por un exceso de protones. ¿Verdadero o falso?

Mostrar respuesta

Answer

Falso.

Show question

Pregunta

¿Qué es un protón?

Mostrar respuesta

Answer

Un protón es una de las partículas que componen el núcleo de un átomo; tiene carga y masa.

Show question

Pregunta

¿Cuál es el número de protones del carbono 12?

Mostrar respuesta

Answer

6.

Show question

Pregunta

Un catión se define por la falta de electrones: ¿Verdadero o falso? 

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero.

Show question

Pregunta

La masa de un protón y la de un neutrón son casi iguales: ¿Verdadero o falso? 

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero.

Show question

Pregunta

¿Cambia el número de protones entre los isótopos?

Mostrar respuesta

Answer

No, no cambia.

Show question

Pregunta

¿Dónde se encuentra el protón?

Mostrar respuesta

Answer

En el centro del átomo.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la carga de un protón?

Mostrar respuesta

Answer

\[1,6021\cdot 10^{-19}\,\,\mathrm{C}\].

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