양성자

원자 구성 입자
원자핵전자
양성자중성자
업 쿼크 + 다운 쿼크


파일:Attachment/양성자/jyu n.png

한자 표기陽性子
영어 표기Proton

영문 표기는 수소의 이온을 가리키기도 한다.[1] 양자가 양성자를 타고 날아올라 평화가 도래하나니... 알아들으면 최소 우주덕

1 개요

중성자와 함께 원자핵을 구성하는 핵자 중 하나로, 양자(陽子)[2]라고 하기도 한다. 1919년 러더퍼드가 발견하였다. 년도가 좀 그렇다

2 성질

2.1 물리

이름에서 보여주는 것처럼 양의 전하를 가지고 있다. 전하의 크기가 전자와 동일하지만 부호가 반대인 경우. 다만, 질량은 약 1.67×10^−27kg로, 전자의 약 1,800배에 달한다.
세 개의 쿼크로 이루어진 중입자이며, 두 개의 업 쿼크와 하나의 다운 쿼크로 이루어져 있다. 조건이 갖추어지면 양성자로 붕괴되는 중성자와 달리, 양성자의 붕괴는 이론상으로만 알려져 있다. 수명은 하한 1.29×1034년 또는 무한하다고 여겨진다.

2.2 화학

2.2.1 주기율표

원자핵 내에 존재하는 양성자와 중성자의 개수에 따라 원자의 성질이 달라지는데, 질량이나 방사성 등의 물리적 성질이 변화하는 중성자[3]와 달리 양성자의 수가 바뀌면 성질 자체가 달라진다. 이를 이용하여 제정한 것이 원자 번호.

2.2.2 수소 이온

화학에서는 수소 이온(H+)을 의미[4]하는 경우가 대부분이다. 한 때는 산(acid) 그 자체였던 적도 있으나, 후에 산-염기의 정의가 새로이 내려지면서 산을 나타낼 수 있는 것 중의 하나가 되었다. 하지만 가장 일반적이고 널리 알려진 산이 수소 이온이기 때문에 이를 이용한 게 꽤나 있다. 예를 들자면, 용액 내 H+의 농도가 산성을 나타내는 척도가 될 수 있음을 이용한 것이 pH.[5]

2.2.3 수소핵자기공명법

Proton Nuclear Magnetic Resonance. 일반적으로는 단순히 NMR이라고 표기하지만, 탄소 NMR과 구분짓기 위해 1H-NMR로 표기하는 경우도 있다.[6] 간단하게 설명하자면, 외부 자기장에 의해 정렬된 수소로 인해 야기된 자기장 변화를 통해 물질의 구조를 규명하는 것. 수소 주변의 원소나 구조에 따라 자기장의 세기 변화가 달라지기 때문에 구조 파악에 도움이 된다.
  1. ↑ 왜냐하면 수소 양이온이 실제로 양성자이기 때문. 정확히 말하자면 수소원자의 가장 흔한 동위원소인 프로티움, 즉 우리가 흔히 말하는 수소원자는 양성자 하나에 전자 하나가 붙은 것이기 때문에, 전자가 떨어져나가고 양이온이 되면 양성자만 남는다. 양성자만 남았으니 당연히 양성자라고 부르는 것. 참고로 수소의 동위원소에는 중수소와 삼중수소가 있는데, 얘들의 이온은 프로톤이라 부르지 않고 듀터론, 트라이톤이라 부른다. 만약 동위원소별로 나누지 않고 모든 수소의 양이온을 함께 지칭하고 싶다면 하이드론이라 하면 된다. 물론 그런거 없이 그냥 "수소 이온(hydrogen ion)"이라 불러도 당연히 OK다!
  2. ↑ 일본에선 이렇게 쓰는데, 이는 陽子(proton)와 量子(quantum)의 독음이 각각 ようし와 りょうし로 다르기 때문에 구별을 할 필요가 없기 때문이다(한국에서는 혼동을 막기 위해 陽子 쪽을 양성자로 표기한다). 한편 중국에서는 陽子를 质子(질자)라고 한다. qualitum
  3. ↑ 중성자 수의 차이는 해당 원소의 동위 원소를 형성
  4. ↑ 실제로는 물리적 의미를 부여할 때는 양성자, 화학적 의미를 부여할 때는 수소 이온으로 나누어 사용한다. 동일한 입자에 부여하는 의미에 따라 다른 이름을 붙인 것. 다만 항목을 따로 개설할 필요성이 없기 때문에 위와 같이 서술하고 주석 첨부.
  5. ↑ 다만 이쪽도 깊게 들어가 가면 pH의 범위인 0~14 내에 들어가지 않는 경우도 나온다. 대표적으로 pH가 음수값을 나타내는 마법산.
  6. ↑ 탄소의 경우는 13C-NMR. 이쪽은 탄소의 동위 원소인 탄소-13을 사용한다.