El atomo y sus partes

El atomo y sus partes

Núcleo atómico

Un átomo es la unidad más pequeña de materia ordinaria que forma un elemento químico. Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Los átomos son extremadamente pequeños, normalmente de unos 100 picómetros. Son tan pequeños que, debido a los efectos cuánticos, no es posible predecir con exactitud su comportamiento utilizando la física clásica, como si fueran pelotas de tenis, por ejemplo.

Cada átomo está compuesto por un núcleo y uno o más electrones unidos al núcleo. El núcleo está formado por uno o varios protones y un número de neutrones. Sólo la variedad más común de hidrógeno no tiene neutrones. Más del 99,94% de la masa de un átomo está en el núcleo. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones no tienen carga eléctrica. Si el número de protones y electrones es igual, el átomo es eléctricamente neutro. Si un átomo tiene más o menos electrones que protones, entonces tiene una carga global negativa o positiva, respectivamente – tales átomos se llaman iones.

Núcleo de un átomo

Los átomos son la base de la química. Son la base de todo lo que existe en el Universo. Como sabes, la materia está compuesta por átomos. Los sólidos están formados por átomos densamente empaquetados, mientras que los gases tienen átomos dispersos. Vamos a cubrir aspectos básicos como la estructura atómica y el enlace entre átomos. A medida que aprendas más, podrás pasar a las páginas de reacciones y bioquímica y ver cómo los átomos forman compuestos que ayudan al mundo biológico a sobrevivir.

¿Hay piezas de materia más pequeñas que los átomos? Claro que sí. Dentro de las piezas de los átomos se pueden encontrar partículas superpequeñas. Estas partículas subatómicas son los nucleones y los quarks. Los químicos y los físicos nucleares trabajan juntos en los aceleradores de partículas para descubrir la presencia de estas diminutas piezas de materia. Sin embargo, la ciencia se basa en el átomo porque es la unidad de materia más pequeña y distinta.

Aunque existen muchas partículas atómicas superdiminutas, sólo hay que recordar las tres partes básicas de un átomo: electrones, protones y neutrones. ¿Qué son los electrones, los protones y los neutrones? Los electrones son las partículas más pequeñas de las tres que componen los átomos. Los electrones se encuentran en las capas u orbitales que rodean el núcleo del átomo. Los protones y los neutrones se encuentran en el núcleo. Se agrupan en el centro del átomo. Eso es todo lo que tienes que recordar. ¡Tres piezas fáciles!

Fotón

El desarrollo de la teoría atómica moderna reveló mucho sobre la estructura interna de los átomos. Se supo que un átomo contiene un núcleo muy pequeño compuesto por protones con carga positiva y neutrones sin carga, rodeado por un volumen de espacio mucho mayor que contiene electrones con carga negativa. El núcleo contiene la mayor parte de la masa del átomo porque los protones y los neutrones son mucho más pesados que los electrones, mientras que los electrones ocupan casi todo el volumen del átomo. El diámetro de un átomo es del orden de 10-10 m, mientras que el diámetro del núcleo es de aproximadamente 10-15 m, unas 100.000 veces menor. Para tener una perspectiva sobre sus tamaños relativos, considere lo siguiente: Si el núcleo fuera del tamaño de un arándano, el átomo sería del tamaño de un estadio de fútbol (Figura \(\PageIndex{1}\)).

Figura \N(\PageIndex{1}): Si un átomo pudiera expandirse hasta el tamaño de un estadio de fútbol, el núcleo tendría el tamaño de un solo arándano. (crédito central: modificación de la obra de «babyknight»/Wikimedia Commons; crédito derecho: modificación de la obra de Paxson Woelber).

Electrón

Un átomo es la unidad de materia más pequeña que conserva todas las propiedades químicas de un elemento. Los átomos se combinan para formar moléculas, que luego interactúan para formar sólidos, gases o líquidos. Por ejemplo, el agua está compuesta por átomos de hidrógeno y oxígeno que se han combinado para formar moléculas de agua. Muchos procesos biológicos se dedican a descomponer las moléculas en los átomos que las componen para poder volver a ensamblarlas en una molécula más útil.

Los átomos están formados por tres partículas básicas: protones, electrones y neutrones. El núcleo (centro) del átomo contiene los protones (con carga positiva) y los neutrones (sin carga). Las regiones más externas del átomo se denominan envolturas electrónicas y contienen los electrones (con carga negativa). Los átomos tienen diferentes propiedades según la disposición y el número de sus partículas básicas.

El átomo de hidrógeno (H) sólo contiene un protón, un electrón y ningún neutrón. Esto puede determinarse mediante el número atómico y el número másico del elemento (véase el concepto sobre números atómicos y números másicos).

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