Protão (ou próton) procede de um vocábulo grego que significa “primeiro”. Trata-se de uma partícula subatómica com carga eléctrica positiva que, junto com os neutrões, forma o núcleo dos átomos. O número atómico do protão determina as propriedades químicas desse átomo.
Os protões classificam-se dentro da categoria dos bariões (as partículas subatómicas formadas por três quarks). No caso específico dos protões, são compostos por dois quarks acima e um quark abaixo. O seu equivalente de antimatéria é o antiprotão ou protão negativo, com a mesma grandeza de carga mas com sinal contrário.
A acção da força electromagnética faz que a carga do protão seja oposta e igual (em valor absoluto) à carga do electrão.
As propriedades dos protões permitem a espectroscopia de ressonância magnética nuclear, uma técnica que consiste na aplicação de um campo magnético numa substância para detectar a membrana existente em redor dos protões no núcleo. Com base nesta informação, pode-se reconstruir a estrutura das moléculas estudadas.
Este tipo de técnica é possível, pois o protão dispõe de um spin (momento angular intrínseco) e, por conseguinte, um momento magnético. Além do mais, o protão obedece ao princípio da exclusão.
A física nuclear, por sua vez, utiliza os protões nos aceleradores para atacar os núcleos e produzir partículas fundamentais.
No âmbito da física e da química, o protão é o catião de hidrogénio (íon molecular de hidrogênio). Neste sentido, os ácidos são emissores de protões e as bases são receptores de protões.
Sobre a descoberta do protão
A descoberta do próton possui ligação com o trabalho do físico neozelandês chamado de Ernest Rutherford. Ele teve um papel fundamental no entendimento da estrutura do átomo.
Essa busca pelo próton se inicia com a aceitação da ideia de eletroneutralidade da matéria ali perto do final do século XIX, depois da descoberta e designação do elétron por J.J. Thomson, por meio dos raios catódicos, e a designação dos raios canais, esses com carga oposta aos chamados raios catódicos, através de Eugen Goldstein.
Em 1909, Robert Millikan foi capaz de determinar de maneira precisa a carga do elétron. Contudo, a detecção do próton sucederia apenas em 1919, quando Rutherford e os seus colaboradores executaram um experimento de transmutação artificial de elementos.
Nesse experimento de Ernest Rutherford, fora bombardeado gás nitrogênio com partículas alfa bastante energizadas, analisando partículas que se comportavam de modo similar aos núcleos de hidrogênio.
A autoridade da teoria de William Prout, de 1815, foi importante para Rutherford. Prout propusera que os átomos eram constituídos por átomos de hidrogênio (protilo por Prout), e Rutherford, ciente de que esse átomo de hidrogênio seria o elemento de maior leveza e simplicidade, explora então a ideia.
No entanto, Rutherford ainda pôde provar que os átomos de hidrogênio tinham um núcleo. Desse modo, ele sugeriu a existência de uma nova partícula, a qual denominara de próton, como uma referência para a teoria de Prout.
Prótons e a estrutura atômica
Os prótons, como partículas subatômicas possuindo carga positiva, têm um papel importante no entendimento da estrutura atômica, em especial nos conceitos de número atômico e número de massa.
O número atômico (simbolizado pela letra Z) ajuda a identificar um átomo e é numericamente similar ao número de prótons em um núcleo do átomo. Isso que dizer que o número atômico designa a quantidade de carga positiva no núcleo.
Esse conceito acima fora trazido por Moseley no ano de 1913, sendo que a ordenação da Tabela Periódica tem sua base na ordem crescente dos números atômicos dos elementos. Desse modo, depois de conhecer o número atômico de um átomo, há como estabelecer a sua posição na Tabela Periódica.
O número de massa (que possui o símbolo A) seria a soma do número de prótons e de nêutrons dentro do núcleo de um átomo.
Mesmo que os prótons e elétrons possuam cargas opostas, a massa dos prótons é aproximadamente 1836 vezes maior que a massa dos elétrons.
Equipe editorial de Conceito.de. (19 de Agosto de 2012). Atualizado em 28 de Dezembro de 2023. Protão - O que é, estrutura, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/protao