¿Por qué la masa de un protón es menor que la masa de un átomo de H? Cuando todo eso sucede, ¿es deficiente ese electrón protónico?

Entonces, las otras respuestas son bastante correctas, aunque algunas están incompletas. Pero me pediste una respuesta, así que veamos esto en detalle, ¿de acuerdo? Voy a utilizar las mejores estimaciones para los valores aquí, a tantos decimales como los tengamos. Los números en () son incertidumbres, por lo que algo como 1.0034 (3) significaría lo mismo que 1.0034 [math] \ pm [/ math] 0.0003, es decir, entre 1.0031 y 1.0037.

La masa de un átomo [matemático] {} _ 1 ^ 1H [/ matemático] es 1.00782503223 (9) u: si tenía un valor diferente, entonces está utilizando una masa atómica promedio que incluye las fracciones muy pequeñas de deuterio ([matemático] {} _1 ^ 2H [/ math]) y tritium ([math] {} _ 1 ^ 3H [/ math]) y, por lo tanto, es más alto. Si eso es lo que estaba notando, esa es la mayor parte de su respuesta allí mismo.

La masa de un protón desnudo, por otro lado, es 1.007276466879 (91) u, ​​que es definitivamente menor.

De hecho, es menor en 0.00054856535 (18) u. Pero omitimos el electrón … ¿cuánto es eso? Bueno, un electrón tiene una masa de 0.000548579909070 (16) u

Eso está muy cerca! ¡PERO no es exacto! El electrón está ligeramente por encima de la masa faltante, en un total de 0.00000001456 (18) u

Parece que [math] {} _ 1 ^ 1H [/ math] tiene menos masa que un protón más un electrón por esta cantidad. Lo cual, en términos de energía, es 13.56 (17) eV.

La energía de ionización del hidrógeno (la cantidad de energía que se necesita para eliminar su electrón o, de otra manera, la cantidad de energía emitida cuando el electrón se combina con el protón para formar [matemáticas] {} _ 1 ^ 1H [/ matemáticas] es 13.60 eV (bueno, 13.598434005136 (12) eV) … exactamente la energía faltante (dentro de los límites de incertidumbres en nuestras otras mediciones).

Entonces, podemos ver numéricamente lo que realmente ya sabíamos de la simple conservación de la energía: la masa de [matemáticas] {} _ 1 ^ 1H [/ matemáticas] = 1 protón + 1 electrón: la energía liberada cuando se forma el átomo.

QED

Esta imagen podría ayudar a aclarar la “confusión de la masa de hidrógeno”:

Es decir, un protón , por sí mismo, es menos masivo que un átomo de protio ([matemático] ^ 1 [/ matemático] H), porque la masa de protio incluye su masa de un electrón . Entonces, sí, un átomo de protio despojado de su electrón es “deficiente en electrones”: ya no es un átomo , se ha reducido a un protón “desnudo” (un ión de hidrógeno (símbolo H [matemáticas] ^ + [/ matemáticas])).

Se dice que la masa de neutrones (por sí misma) es ≈ 1.675 × 10 [matemática] ^ {- 27} [/ matemática] kg. Aquí están los números de masa de hidrógeno tabulados (todos los valores son cortesía de Wikipedia ):

¡Gracias por preguntar!

La masa de un protón es [matemática] 1.672622 X10 ^ {- 27} [/ matemática] kg y la del electrón es [matemática] 0.000911 X10 ^ {- 27} [/ matemática] kg. Entonces, la suma de estas masas es [matemática] 1.673533 X10 ^ {- 27} [/ matemática] kg y la masa de un átomo de hidrógeno es [matemática] 1.673724 X10 ^ {- 27} [/ matemática] kg [matemática]. [ /matemáticas]

Tal vez las masas del protón y el electrón son masas en reposo y el electrón se mueve en la órbita del átomo de hidrógeno a alta velocidad, lo que provoca un aumento de la masa debido a su energía cinética.

Toda esta charla sobre ‘energía de unión’ para el átomo de hidrógeno simplemente no es cierta. Quiero decir, ¿a qué se une el protón? Aun así, la masa del átomo de hidrógeno debería ser menor que la masa combinada del electrón y el protón si la energía de enlace está realmente involucrada.

Un protón tiene una carga eléctrica de +1. La unidad de masa atómica unificada (u) se define como una doceava parte de la masa de un átomo neutro no unido de carbono-12 en su estado fundamental nuclear y electrónico y en reposo, [2] y tiene un valor de 1.660539040 (20) × 10 −27 kg, o aproximadamente 1.6 yoctogramos. [3] La masa de un protón es 1.007276466879 u. 1H (masa atómica 1.00782504 (7) u) es el isótopo de hidrógeno más común con una abundancia de más del 99.98%.

Sí, la masa de un protón es menor (aunque muy pequeña) que la masa de un hidrógeno porque los protones carecen de los electrones que están presentes en un átomo de hidrógeno, así como los neutrones (los neutrones son lo que hace la mayor diferencia). Sí, ese protón * es * deficiente en electrones. Tiene una carga de +2 de hecho. Sin embargo, no será así por mucho tiempo, porque los protones solitarios son altamente reactivos. Cualquier cosa que tenga * cualquier * tipo de carácter básico terminará reaccionando con él.

La masa de un átomo de hidrógeno es la de un electrón libre y un protón libre menos la energía de enlace.

La energía de enlace no es en realidad la energía que une el electrón y el protón, sino que es la energía electromagnética emitida.

[matemáticas] H + \ gamma \ leftrightarrow p + e ^ {-} [/ matemáticas]

¿Estás seguro de que no sabes por qué el átomo de hidrógeno, que es M (p) + m (e), aunque m (e) es aproximadamente 1/1840 del protón, es más grande que la masa de protones? Aunque la masa de electrones, es muy pequeño, pero aun así agrega masa, independientemente de su cantidad, al átomo de masa de hidrógeno, lo que hace que la masa de hidrógeno> masa de protones.

¿Comparó la masa del átomo de hidrógeno con la masa de un protón agregado a la masa de un electrón? Si no lo hiciste, hazlo ahora.

Mientras tanto, considere: ¿por qué su peso desnudo es menor que el peso de su ropa cuando todo lo que sucede es que tiene deficiencia de ropa?

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