Czy można usunąć proton z atomu za pomocą jakiejś techniki, takiej jak bombardowanie inną cząstką lub zastosowanie odpowiedniej ilości energii do układu?

Tak, to występuje w naturze i można to zrobić również w laboratorium. W naturze proces ten nazywany jest rozpadem radioaktywnym. Poniżej wymienione są dwa procesy rozpadu, które usuwają proton (y)

• rozpad alfa: atom wyrzuca jądro helu (2 protony i 2 neutrony) $$ \ ce {^ 239_94Pu -> ^ 4_2He + ^ 235_92U} $$
• rozpad beta-plus: emitowany jest pozyton, a proton przekształca się w neutron.

W laboratorium (jądrowym), można zastosować proces znany jako fototransmutacja. Jeśli jądro jest napromieniowane wysokoenergetycznymi promieniami gamma (wysokoenergetycznymi fotonami), może pochłonąć energię i zmienić się w inny pierwiastek, wyrzucając proton i \ lub neutron $$ \ ce {^ 25_12Mg ->C [{h \ nu} ] \ ^ 1_1H + ^ 24_11Na} $$

Z grubsza oszacowanie wymaganej energii można wykonać w następujący sposób: $$ \ mathrm {24.98583692 \, amu ~ \ longrightarrow 1.00727647 \, amu + 23.99096278 \, amu} $$ porównując masę początkową i końcową, okazuje się, że w trakcie tego procesu uzyskano 0,01240233 amu. Ponieważ 1 amu = 931,5 MeV, foton promieniowania gamma musiałby mieć energię co najmniej 11,6 MeV.

W rzeczywistości istnieje (bardzo mała) liczba jąder, które wykazują spontaniczne rozpady emisji protonów.

Znacznie bardziej powszechne są reakcje emisji protonów inicjowane przez fotony, neutrony lub alfa, takie jak inicjowana alfa reakcja na siarkę omówiona w tym przedruku. Umiarkowana energia alfa padająca na lekkie jądra generuje wiele interesujących stanów końcowych, fakt, który odegrał kluczową rolę w ustaleniu, jak działa jądro (co jest zwykle formułowane jako kwestia fizyki, a nie chemii).

To bardziej kwestia fizyki jądrowej. Ale i tak coś napiszę.

Po pierwsze, istnieje spora ilość naturalnie radioaktywnych jąder, które emitują cząstkę alfa, czyli jądro $ \ ce {^ 4He} $. Następnie występuje mniej powszechny rozpad $ \ beta ^ + $, gdy jądro emituje pozyton, przekształcając w tym procesie jeden proton w neutron (i emitując neutrino). Następnie niektóre jądra wychwytują elektron (zwykle z najniższej powłoki elektronowej), emitując neutrino i ponownie, przekształcając jeden proton w neutron. Emisja protonów jest znana, ale niezwykle rzadka.

Następnie zachodzi pewna liczba reakcji jądrowych, kiedy nadchodząca cząstka o wysokiej energii łączy się z jądrem, po czym powstałe wzbudzone jądro emituje inne cząstki. Reakcje te są niezwykle specyficzne, każda para jądra i cząstki ma swoje własne drogi reakcji, itd., Itd. Przykład reakcji z emisją protonów:

$ \ ce {\ ^ 3He + D = ^ 4He + ^ p} $

Czasami ciężkie jądra po wychwyceniu neutronu ulegają rozpadowi $ \ beta $, przekształcając się w jądra radioaktywne $ \ alpha $. Ostatecznym wynikiem byłaby utrata protonu i być może neutronu lub dwóch. Ale to jest okropnie specyficzne dla kilku jąder.

TL; DR: nie, nie ma ogólnej techniki, ale są pewne techniki (bardzo kosztowne), niż działają w określonych przypadkach.

Nie mam zbyt dużej wiedzy na temat chemii jądrowej, ale:

czy jest możliwe, że jakąkolwiek metodą, taką jak bombardowanie innej cząstki lub dostarczanie wysokiej energii, możemy usunąć proton z atomu?

Najlepszym przykładem, jaki przychodzi mi do głowy, jest rozpad alfa. Cząstka alfa składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów połączonych ze sobą w cząstkę identyczną z jądrem helu.

To samo robimy podczas rozszczepienia / fuzji jądrowej [bomba atomowa itp.]. Ale myślę, że dodanie lub usunięcie tylko jednego protonu może być bardzo trudne.

Jednym izotopem, który powstaje w wyniku usunięcia protonu z atomu, jest węgiel-14. Azot-14 jest bombardowany neutronem, a proton zostaje wyparty, dając węgiel-14, który ostatecznie rozpada się z powrotem do izotopu azotu. Nasza zdolność do datowania materiału organicznego za pomocą węgla-14 zależy zatem od procesu usuwania protonów.