ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอนคือโปรตอนเป็นอนุภาคย่อยที่พบในนิวเคลียสของอะตอม ในขณะที่อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่โคจรรอบนิวเคลียส
อะตอมเป็นส่วนประกอบสำคัญของสารที่มีอยู่ทั้งหมด อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอน อิเล็กตรอนจะโคจรรอบนิวเคลียสเป็นออร์บิทัล นอกจากนี้ยังมีอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ ในนิวเคลียสอีกด้วย พื้นที่ส่วนใหญ่ในอะตอมว่างเปล่า แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสที่มีประจุบวก (ประจุบวกเนื่องจากโปรตอน) และอิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะรักษารูปร่างของอะตอม
โปรตอนคืออะไร
โปรตอนเป็นอนุภาคย่อยในนิวเคลียสของอะตอมและมีประจุบวก โดยทั่วไปเราจะแสดงมันด้วย p เมื่อนักวิทยาศาสตร์ค้นพบอิเล็กตรอน พวกเขาไม่มีความคิดเกี่ยวกับอนุภาคที่เรียกว่าโปรตอน โกลด์สตีนค้นพบอนุภาคที่มีประจุบวกซึ่งผลิตจากก๊าซ สิ่งเหล่านี้เรียกว่ารังสีแอโนด ต่างจากอิเล็กตรอน สิ่งเหล่านี้มีอัตราส่วนประจุต่อมวลต่างกันขึ้นอยู่กับแก๊สที่ใช้ หลังจากการทดลองต่างๆ โดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน ในที่สุด รัทเธอร์ฟอร์ดก็ค้นพบโปรตอนในปี 1917
จำนวนโปรตอนในอะตอมของธาตุเคมีเป็นเลขอะตอม เป็นเพราะเลขอะตอมเท่ากับจำนวนโปรตอนของธาตุในนิวเคลียส ตัวอย่างเช่น เลขอะตอมของโซเดียมคือ 11; ดังนั้นโซเดียมจึงมีอิเล็กตรอน 11 ตัวในนิวเคลียส
รูปที่ 01: โครงสร้างทั่วไปของอะตอม
ยิ่งไปกว่านั้น โปรตอนมีประจุ +1 และมีมวล 1.6726×10−27 kg นอกจากนี้ยังมีสามควาร์ก อัพควาร์ก 2 ตัว และดาวน์ควาร์ก 1 ตัว เป็นอนุภาคที่เสถียรเพราะอายุการใช้งานที่เน่าเปื่อยยาวนานมาก ธาตุไฮโดรเจนที่ง่ายที่สุดมีโปรตอนเพียงตัวเดียว เมื่ออะตอมไฮโดรเจนปล่อยอิเลคตรอน จะสร้างไอออน H+ ซึ่งมีโปรตอน ดังนั้น ในทางเคมี คำว่า "โปรตอน" หมายถึงไอออน H+ H+ มีความสำคัญในปฏิกิริยากรด-เบส และเป็นสปีชีส์ที่มีปฏิกิริยาสูง มีโปรตอนมากกว่าหนึ่งตัวในองค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมด ยกเว้นไฮโดรเจน โดยปกติ ในอะตอมที่เป็นกลาง จำนวนอิเล็กตรอนที่มีประจุลบและจำนวนโปรตอนที่มีประจุบวกจะใกล้เคียงกัน
อิเล็กตรอนคืออะไร
อิเล็กตรอนมีสัญลักษณ์ e และมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ (-1) มวลของอิเล็กตรอนเท่ากับ 9.1093×10−31 kg ซึ่งทำให้อนุภาคย่อยของอะตอมที่เบาที่สุดอิเล็กตรอนถูกค้นพบโดย J. J. ทอมป์สันในปี พ.ศ. 2440 และได้รับการตั้งชื่อโดยสโตนี การค้นพบอิเล็กตรอนเป็นจุดเปลี่ยนในวิทยาศาสตร์ เนื่องจากนำไปสู่การอธิบายเกี่ยวกับไฟฟ้า พันธะเคมี สมบัติทางแม่เหล็ก การนำความร้อน สเปกโทรสโกปี และปรากฏการณ์อื่นๆ อีกมากมาย อิเล็กตรอนอยู่ในวงโคจรของอะตอมและมีสปินตรงข้าม
อิเล็กตรอนในวงโคจรมีอยู่เป็นคู่ของอิเล็กตรอน แต่ละคู่มีอิเล็กตรอนสองตัวที่มีการหมุนตรงข้าม การจัดเรียงอิเล็กตรอนในออร์บิทัลสามารถกำหนดได้ในรูปแบบอิเล็กตรอน ตัวอย่างเช่น อะตอมไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในวงโคจร 1 วินาที ดังนั้นการกำหนดค่าอิเล็กตรอนคือ 1s1 อิเล็กตรอนในอะตอมมีสองประเภท: คอร์อิเล็กตรอนและเวเลนซ์อิเล็กตรอน อิเล็กตรอนแกนกลางอยู่ในออร์บิทัลชั้นในและไม่เกี่ยวข้องกับพันธะเคมี วาเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ในออร์บิทัลชั้นนอกสุดและเกี่ยวข้องโดยตรงกับพันธะเคมี
โปรตอนกับอิเล็กตรอนต่างกันอย่างไร
โปรตอนเป็นอนุภาคย่อยในนิวเคลียสของอะตอมและมีประจุบวก ในขณะที่อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยที่มีสัญลักษณ์ e และประจุไฟฟ้าลบ (-1) ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอนคือโปรตอนเป็นอนุภาคย่อยที่มีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ในขณะที่อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส นอกจากนี้ มวลของโปรตอนคือ 1.6726×10−27 kg ในขณะที่มวลของอิเล็กตรอนเท่ากับ 9.1093×10−31 kg ดังนั้นมวลอิเล็กตรอนจึงเท่ากับ 1/1836 ของมวลโปรตอน
นอกจากนี้ ความแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอนก็คือโปรตอนไม่เคลื่อนที่ แต่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องรอบนิวเคลียส โปรตอนไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีตามปกติ แต่สามารถช่วยในปฏิกิริยานิวเคลียร์ในขณะที่อิเล็กตรอนมีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาเคมี นี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอน
สรุป – โปรตอนกับอิเล็กตรอน
โปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยในอะตอม นอกเหนือจากนี้ อนุภาคย่อยที่สำคัญอื่น ๆ ในอะตอมคือนิวตรอน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอนคือ โปรตอนเป็นอนุภาคย่อยที่มีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม ในขณะที่อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่โคจรรอบนิวเคลียส