Proton
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Historique

Portrait d'Ernest Rutherford, découvreur du proton en 1919.

Le concept d'une particule analogue à l'hydrogène, constituant des autres atomes, s'est graduellement développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.) au cours du XIXe siècle et du début du XXe siècle. Dès 1815, William Prout émet l'hypothèse que tous les atomes sont composés d'atomes d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), sur la base d'interprétations des valeurs des masses atomiques ; cette hypothèse se révèle fausse lorsque ces valeurs sont mesurées avec plus de précision.

En 1886, Eugen Goldstein découvre les rayons canaux et montre qu'ils sont composés de particules chargés positivement (des ions) produits par des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...). Cependant, comme les ions produits par différents gaz possèdent des rapport charge/masse différents, ils ne sont pas identifiés comme une simple particule, à la différence de l'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.) découvert par Joseph Thomson en 1897.

À la suite de la découverte du noyau atomique (Le noyau atomique désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (10-15 m) est...) par Ernest Rutherford en 1911, Antonius van den Broek émet l'hypothèse que la place de chaque élément dans la classification périodique est égale à la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire...) de son noyau. Cette hypothèse est confirmée expérimentalement par Henry Moseley en 1913.

En 1919, Rutherford prouve que le noyau de l'atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple...) d'hydrogène est présent dans les autres noyaux. Il remarque que lorsque des particules alpha sont envoyées dans un gaz d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant,...), ses détecteurs de scintillation indiquent la signature de noyaux d'hydrogène. Il détermine ensuite que cet hydrogène ne peut provenir que de l'azote. Ce noyau d'hydrogène est donc présent à l'intérieur d'un autre noyau. Rutherford baptise la particule correspondante du nom de proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.), d'après le neutre singulier du mot grec pour « premier », πρῶτον.

Chimie

En chimie et en biochimie, le terme proton peut se référer à l'ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion), se traduisant par « allant, qui va ».) hydrogène en solution aqueuse (c'est-à-dire, l'ion hydronium). Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu...), un donneur de proton est un acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) et un accepteur de proton est une base (voir les réactions acido-basiques). En effet, l'atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple...) d'hydrogène dans son isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons. Le nombre de protons dans le noyau d'un atome est désigné par...) ultra-majoritaire se compose d'un noyau formé d'un unique proton et sans neutron (Le neutron est une particule subatomique. Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Les neutrons, avec...), et d'un cortège électronique d'un seul électron. Un atome d'hydrogène ayant perdu un électron est donc un proton libre. Dans une solution aqueuse, on ne peut pas vraiment distinguer l'ion hydronium H3O+ et le proton H+, ce dernier ayant tendance à former constamment des liaisons avec les molécules d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) (et les molécules d'eau étant ultra-majoritaires, il est inutile de tenir compte de la formation des ions H3O+ pour calculer le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de molécules d'eau).

Un acide 'monoprotique' (chlorure d'hydrogène, acide éthanoïque, acide nitrique) ne peut céder qu'un seul proton par molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la...).

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