Atualmente, os físicos e químicos já descobriram inúmeras partículas subatômicas. Assim, ao contrário do que dizia a teoria atômica de John Dalton, o átomo não é a menor parte da matéria que pode existir e ele não é indivisível. Na verdade, ele é a menor parte da matéria que representa um elemento particular, mas ele é composto por várias partículas bem menores que ele.
As três principais partículas que constituem o átomo são os elétrons, os nêutrons e os prótons. Vamos falar um pouco mais sobre essas últimas partículas citadas, os prótons.
A descoberta dos prótons se deu quando o cientista Eugen Goldstein usou a ampola de Crookes, modificada em 1886, para realizar alguns experimentos. Ela se trata de uma ampola de vidro com um gás a baixíssimas pressões. Quando esse gás era submetido a voltagens elevadíssimas, apareciam emissões denominadas de raios catódicos, que eram restos de átomos do gás que tiveram seus elétrons arrancados.
Eugen percebeu que ao colocar um campo elétrico ou magnético externo à ampola, esses raios eram desviados no sentido do polo negativo. Quando se usava o gás hidrogênio, esse desvio era o menor observado. Dessa forma, imaginou-se a existência de uma partícula subatômica que seria positiva, que foi então denominada de próton.
O símbolo mais comum para um próton é a letra P ou P+, pois sua carga relativa é positiva, igual a +1, e sua carga em coulomb (C) é igual a + 1,602 . 10-19. A massa de um átomo é igual a 1,673 . 10-27 kg e sua unidade de massa atômica é igual a 1u.
A unidade de massa atômica (u) é a massa de 1/12 do isótopo do carbono igual a 12 (12C), ou seja, convencionou-se que esse isótopo do carbono tem massa igual a 12 u, e visto que ele é composto de 6 nêutrons e 6 prótons, a unidade de massa atômica tanto de um nêutron quanto de um próton é igual a 1u. 1 u é igual a 1,660566 . 10-27 kg.
Nesse caso, não se considera a massa dos elétrons, porque seriam necessários cerca de 1.840 elétrons para igualar a massa de um único próton ou de um único nêutron. Somente em cálculos muito precisos é que a massa dos elétrons é considerada.
Além disso, um próton (e também um nêutron) é cerca de 100 mil vezes menor que um átomo inteiro. Pense em como isso é minúsculo! Os microscópios comuns não conseguem sequer visualizar um átomo; na verdade, a menor partícula visível nesses instrumentos contém dez bilhões de átomos! Que dirá visualizar o próton! É realmente algo fascinante.
Outro fator importante em relação aos prótons é a sua localização. Eles ficam no núcleo do átomo, juntamente aos nêutrons, formando um núcleo denso, compacto e maciço no meio do átomo. O cientista que descobriu a localização dos prótons no átomo foi Ernest Rutherford(1871-1937), conforme você poderá ver no texto Experimento de Rutherford , se desejar.
A quantidade de prótons presente no núcleo de cada átomo recebe um nome especial: Número Atômico, e é simbolizado pela letra Z. O número atômico é o que determina a diferença de um elemento para o outro. Por exemplo, a Tabela Periódica está organizada em ordem crescente de número atômico.
Você poderá notar na imagem abaixo que o primeiro elemento que aparece na Tabela, indo da esquerda para a direita, é o hidrogênio (H), pois o seu número atômico é 1, o que significa que ele possui apenas um próton em seu núcleo. Se houver dois prótons no núcleo, ele será um átomo do elemento hélio, se tiver três prótons será o lítio e assim por diante.
Em núcleos que não são estáveis, partículas e radiações são emitidas, incluindo prótons, e, com isso, um elemento é transmutado em outro. Esse é o fenômeno da radioatividade.
É muito comum os elementos terem isótopos na natureza, que são átomos com mesmo número de prótons, porém, com números de massa diferente, o que significa que esses isótopos são átomos do mesmo elemento químico, mas a quantidade de nêutrons não é a mesma.
Por exemplo, o átomo de oxigênio possui 8 prótons em seu núcleo, mas na natureza existem três isótopos do oxigênio com números de massa igual a 16, 17 e 18. Isso significa que um isótopo possui 8 nêutrons, o outro tem 9 nêutrons e o outro possui 10 nêutrons, mas todos são oxigênios.
Praticamente todos os elementos químicos naturais são formados por misturas de isótopos. Esses elementos são chamados de isótopos porque é uma palavra que vem do grego isso, que significa “mesmo”, e topos, “lugar”; ou seja, eles ocupam o mesmo lugar na Tabela Periódica.
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