töltés charge olyan részecsketulajdonság, amely meghatározza a részecske viselkedését elektromos és a mágneses (elektromágneses) térben. Tömege, iránya nincs. Minden test töltése a legkisebb, az elemi töltés, többszöröse. A töltés egysége az →elemi töltés.

Szokásosan elektromos töltést jelent, de nyilvántartunk mágneses töltést is. (→elektromos töltés, mágneses töltés) Az elnevezés Benjamin Franklin (1706–1790) amerikai tudóstól származik.

elektromos töltés az anyag alapvető tulajdonsága; minden részecske sajátja, amely elektromágneses térben nyilvánul meg. Másként: a részecskék olyan alapvető és állandó fizikai tulajdonsága, amely meghatározza a viselkedésüket az elektromágneses kölcsönhatásban. Vagyis tulajdonság fizikai jellemzők (tömeg stb.) nélkül.

Minden mérhető töltés az elemi töltés egészszámú többszöröse (mértékegység nélküli szám). Az elemi töltés az elektron és a proton töltése; ezek ellentétes hatásúak. Megállapodás szerint nevezzük az elektron töltését negatívnak, a protonét pozitívnak. (→elemi töltés) Azonos részecskék töltése mindig ugyanakkora, ez alapvető részecsketulajdonság.

A töltéssel bíró részecske, miként bármely töltéses mozgó test, elektromágneses teret, a töltéssel bíró nyugalmi test elektromos teret hoz létre maga körül. A töltések egymásra erővel hatnak: az azonos töltések taszítják, az ellentétesek vonzzák egymást. A töltések közötti erőhatás a Coulomb-erő, nagyságát a Coulomb-törvény fejezi ki. (→Coulomb-törvény) Az atomokat az elektronok és a protonok közötti Coulomb-erő tartja egybe.

Az elektromos töltés SI-egysége a coulomb, jele: C.

elemi töltés (töltésegység) a legkisebb töltés, mértéke 1,6 ‧ 1o^-19 C (coulomb), amely azonos egy elektron, illetve egy proton töltésével, de különböző előjelelű. Az elektron töltése negatív (-1,6 ‧ 1o^-19 C), a protoné pozitív (+1,6 ‧ 1o^-19 C). Az elemi töltés nem osztható fizikai állandó. (→elektromos töltés)

töltésállapot polarization (polarizáció) 1. Részecskékben két atommag körüli elektronok eloszlása. 2. A sejtekben az töltéses atomok eloszlása.

A töltésállapot lehet egyenletes és egyenetlen eloszlású. Az egyenletes töltéseloszlású atom/molekula semleges (apolar, apoláris) töltésű. Az egyenetlen töltéseloszlású atom/molekula negatív (-) vagy pozitív (+) töltésű. A negatív vagy pozítív atomot/molekulát ionnak nevezzük. (→ion)

Megkülönböztetünk részpozitív és résznegatív töltésállapotot is. Ez az elektonkötésekben résztvevő elektronokpár egyik atomtörzs irányába való eltolódásából jön létre. (→elektronkötés) Azért részpozitív és résznegatív, mert a töltésállapot kisebb, mint az, amely az ion létrejöttéhez szükséges. A részpozitív töltést δ⁺, a résznegatív töltést δ^- formával jelöljük.

▪ Kétsarkú töltésállapot (dipole moment, dipólusmomentu) olyan töltésállapot, amelyben a részpozitív és a résznegatív töltések súlypontja nem esik egybe. Két különböző elektronegativitású atom között jön létre a kötő elektronpár eltolódása miatt. (→elektronkötés)

A molekula résztöltöttsége jelentősen megváltoztatja a fizikai tulajdonságait és a vegyülőképességét. Az ellentétes töltésállapotú molekulák vonzzák egymást.

▪ Nyugalmi töltésállapot a biológiában a sejtek ingermentes helyzetének töltésállapota. (→idegsejt)

▪ Töltéscsökkenés* (depolarization, depolarizáció) a töltöttség mérséklése, megszüntetése. A biológiában a sejt környezetéhez viszonyított negatív töltésének csökkenése.

▪ Töltésfokozódás* (hyperpolarization, hiperpolarizáció) a töltöttség mértékének növekedése; a sejt negatív töltésének fokozása.

▪ Töltésvisszaállás* (repolarization, repolarizáció) az eredeti töltésállapot helyreállítása.

töltésegység →elemi töltés

töltésingerület* potential a biológiában az idegsejtek nyugalmi (ingermentes) töltésállapotának (resting potential, nyugalmi potenciál) inger hatására bekövetkező változása. Az inger lehet jelmolekula, fény-, hőhatás vagy a sejthártya nyomódása. Két formája ismert: a helyi töltésingerület és az áramingerület.

helyi töltésingerület* local potential a sejt nyugalmi töltésállapotának megváltozása inger hatására az ingerérzékelés helyén. Az idegsejt jelfogójához kötődő jelvivő (pl. acetilkolin) hozza létre (ligand-regulated gate).

Veleje: inger hatására az ingerfelvétel pontján átmenetileg megnyílnak a sejthártya jelfüggő Na-csatornái (ligand-gated Na-channels), és Na⁺-ionok vándorolnak a sejtbe. Minél nagyobb az ingerület, annál nagyobb mértékben. Ennek következtében csökken a sejthártyán kívüli és belüli töltésállapot különbsége (depolarization, depolarizáció). Ellensúlyozására megnyílnak a K-csatornák, és K⁺-ionok vándorolnak ki a sejtből. Amikor megszűnik a sejt negatív töltése (0 mV) a Na-csatornák kezdenek záródni. A csúcsértéket (~+30 mV; egyes sejtekben 0 mV, másokban 50 mV) elérve, mind bezáródik, megszűnik a Na-ionok beáramlása.

A helyi töltésállapot-változás is terjed a sejthártyán, de fokozatosan gyengül, ezért csak rövid távolságra (az ingerérzékelés környékére) jut el. A helyi töltésingerület visszafordítható, az inger megszűnésével helyreáll a nyugalmi töltésállapot.

Előfordul, pl. glicin hatására, hogy sejt nem semlegesítődik, ellenkezőleg: fokozódik a negatív töltésállapota (hyperpolarization, hiperpolarizáció), és érzéketlenné válik, gátlódik a működése. A helyi töltésingerület tehát lehet serkentő vagy gátló; ez a szabályozás alapvető az idegsejtek működésében.

áramingerület* action potential (akciós potenciál) a biológiában az inger hatására keletkező töltésváltozás elvezetése a sejt felszínén (töltéshullám*). Feszültségfüggő ioncsatornák (voltage-gated ion channels) megnyílásával keletkezik a sejtnek abban a részében, amelyben sok (μm²-enként 350–500) az ilyen ioncsatorna. Ez az ingerkeltő hely (trigger zone).

Az áramingerület akkor követezik be, amikor a helyi töltésingerület eléri a küszöbértéket (55 mV). Ilyenkor nyílnak meg a feszültségfüggő Na- és a K-csatornák, hirtelen sok Na⁺-ion lép be a sejtbe, a plazma jelentősen pozitívvá válik (vagyis lényegesen csökken a sejtnek a környezetéhez viszonyított negatív töltöttsége – töltéscsökkenés), de a sejt a K⁺-ionok kilövellésével helyreállítja a nyugalmi töltésállapotot, fokozott negatív töltésállapotot hoz létre (töltésfokozódás). A Na⁺- és a K⁺-ionok vándorlása a másodperc töredéke alatt megy végbe.

A küszöbérték feletti hirtelen és jelentős töltésváltozás végighalad az idegroston; ezt nevezzük áramingerületnek. Ez visszafordíthatatlan. Jóformán minden áramingerület élettani hatást vált ki, pl. váladékképződés, izom-összehúzódás.

töltéskölcsönhatás* electrostatics (elektrosztatika) a töltéses molekulák egymásra hatása; az azonosak taszítják (töltéstaszítás*), a különböző töltésűek vonzzák egymást (töltésvonzás*). A töltéskölcsönhatás mértékét a →Coulomb-törvény fejezi ki.

töltésvegyes amphipathic, amphiphilic (amfipatikus, amfifil) vegyületek (amphiphiles, amphipathic/amphiphilic coumpands/substances; amfifil molekula, amfifilek) sarkos (polar) és nem sarkos (apolar) részeket is tartalmazó vegyületek. Ezeknek vízszerető (hydrophilic) és zsírszerető (lipophilic) tulajdonságuk is van. Ilyenek pl. foszfolipidek (a sejthártya legfőbb összetevői), a koleszterin, a zsírfehérjék (lipoproteins) stb.

töltéskötések* electrostatic bonds elektromos vonzerő következtében létrejövő kapcsolódása két vagy több atomnak/molekulának. Ilyen az ionos kötés, a hidrogénkötés és a résztöltéskötés (van der Waals-kölcsönhatás).

elektron electron az atomnak az atommag körüli részét alkotó elemi részecske, amely egszerre hullám is. Tömege, energiája és töltése van, szerkezete – hagyományos fizikai értelemben – nincs. Az elektron részecske természetét a Bohr-féle atomelmélet nutatja. Sajátos tulajdonsága az önperdület (spin), hagyományos fizikai hasonlattal nem értelmezhető. Az önperdület mágneses teret hoz létre.

Az atomokban az elektronok az atommag körül találhatók az energiaszintjüknek megfelelő elektronhéjon. Egy-egy elektronhelyen legfeljebb kettő lehet; egy +1/2 és egy -1/2 sajátperdületű (→elektronburok). Az atomban valamely energiaszinten lévő lehetséges elektronok száma meghatározott (→Pauli-elv).

elektrontöltés egy egységnyi negatív töltés. Ehhez viszonyítjuk a töltésmennyiségeket. -1,6 ∙ 10^-19 C (coulomb).

elektrontömeg 0.00055 atomi tömegegység (9,11 x 10^-31 kg).

párosítatlan elektron a külső elektronhélyon (vegyértékhéj) pár nélkül keringő elektron; ez vesz részt a vegykötésben. Az az atom, amelyikben párosítatlan sajátperdületű elektron van, mágnesezhető (paramagnetic); kölcsönhatásban van a mágneses mezővel.

sajátperdület spin, spin angular momentum részecsketulajdonság, testfizikailag nem értelmezhető mozgás. (→sajátperdület)

törzs- és vegyértékelektron A külső elektronhéjon lévő elektronok a vegyértékelektronok (valence electrons), a belsőkön lévők a törzselektronok (core electrons). A törzselektronok, ha a héjak telítettek, részben árnyékolják a vegyértékelektronokat a mag vonzásától. (→vegyértékelektron)

depolarization töltésűségcsökkenés* (→elektromos töltés)

polarization (polarizáció) →töltésállapot

részleges negativitás/pozitivitás/töltésállapot (→elektronegativitás)