תוֹכֶן
המדע המודרני גילה בהדרגה את העובדה המופלאה שכל החומר - למרות אינספור וריאציות בתכונות הפיזיקליות והכימיות - עשוי מקבוצה מוגבלת יחסית של יחידות בסיסיות המכונות אטומים. האטומים הללו, בתורם, הם פשוט סדרים שונים משלושה חלקיקים יסודיים: אלקטרונים, נויטרונים ופרוטונים. במובן מסוים הפרוטון הוא החלקיק המגדיר את התת-אטום מכיוון שהאטום מסווג כאלמנט ספציפי על בסיס מספר הפרוטונים שלו.
אטום מאוזן
פרוטונים ממוקמים בגרעין אטומים המהווה גרעין קומפקטי במרכז האטום. מרבית הגרעינים מכילים גם נויטרונים. אולי המאפיין החיוני ביותר של פרוטון הוא המטען החשמלי החיובי שלו. מטען זה שווה בעוצמתו למטען החשמלי השלילי של האלקטרון, מה שאומר שהמטען של פרוטון אחד מאזן את המטען של אלקטרון אחד. לנויטרונים אין מטען חשמלי, ולכן לאטום יש מטען ניטרלי כולל כל עוד מספר האלקטרונים שלו שווה למספר הפרוטונים שלו.
מדידות פרוטון
לפרוטונים יש מסה זעירה ועם זאת לא פחות. למעשה, פרוטונים ונויטרונים מהווים את רוב המסה ביקום - כל החומר מורכב מאטומים, ומסת האטומים מיוחסת בעיקר לפרוטונים ולנויטרונים. המסה של פרוטון אחד היא 1.67 x 10 ^ -27 קילוגרמים; זה דומה מאוד למסת נויטרונים אך גדולה בהרבה ממסת אלקטרונים, שהיא 9.11 x 10 ^ -31 קילוגרמים. לפרוטון, אם כי קטן כמעט שלא ניתן להעלות על הדעת, יש גם גודל פיזי למדיד. מחקרים מודרניים מצביעים על כך שקוטר הפרוטונים הוא בערך 1.6 x 10 ^ -13 סנטימטרים.
כוח חזק יותר
חוק קולומבס קובע כי מטענים חשמליים עם קוטביות הפוכה חווים כוח אטרקטיבי, ומטענים חשמליים עם אותה קוטביות חווים כוח דוחה. הוא גם קובע כי כוח זה הוא ביחס הפוך לריבוע המרחק המפריד בין שני מטעני נקודה. לפיכך, עוצמת הכוח החשמלי בין שני מטעני נקודה עולה לכדי אינסוף ככל שמטעני הנקודה מתקרבים זה לזה מאוד. המשמעות היא שהפרוטונים הארוזים בגרעין האטומים חווים כוח דוחה אדיר. הגרעין נשאר ללא פגע בגלל משהו שנקרא הכוח החזק. אחד מארבעת הכוחות הבסיסיים, הכוח החזק פועל על פרוטונים ונויטרונים והוא מסוגל להחזיק אותם זה מכיוון שהוא חזק יותר מהכוח החשמלי בין הפרוטונים.
פרוטונים תרמו
במונחים של הפיזיקה, פרוטונים נדונים בדרך כלל כחלקיקים תת אטומיים. כימאים לעומת זאת משתמשים במונחים "פרוטון" ו"יון מימן "במידה מסוימת. לאטומי מימן יש פרוטון אחד ואלקטרון אחד, ולרובם יש אפס נויטרונים. כתוצאה מכך, כאשר אטום מימן מאבד את האלקטרון שלו והופך ליון, כל שנותר הוא פרוטון יחיד. עובדה זו היא היבט חשוב בכימיה מכיוון שריכוז יוני המימן בתמיסה קובע את דרגת החומציות של הפתרונות. במילים אחרות, מה שהופך חומר לחומצי הוא יכולתו לתרום פרוטונים לחומרים אחרים במהלך תגובות כימיות.