¿Qué es un átomo y que función tienen los electrones?

¿Qué es un átomo y que función tienen los electrones?

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Estructura de un atomo

¿Qué es un átomo?

Los átomos son las unidades básicas de la materia y, la estructura que define a los elementos. Los átomos están compuestos por tres partículas: los protones, los neutrones y los electrones.”

 

Los protones y los neutrones son más pesados que los electrones. Residen en el centro del átomo, que recibe el nombre de núcleo. Los electrones son extremadamente ligeros, permaneciendo en una nube que orbita el núcleo. La nube de electrones tiene un radio 10.000 veces más grande que el del núcleo.

 

Los protones y los neutrones tienen, aproximadamente, la misma masa. Sin embargo, un protón pesa más que 1.800 electrones. Los átomos siempre tienen el mismo número de protones y de electrones, y el número de protones y neutrones normalmente suele ser el mismo también. Añadir un protón a un átomo da lugar a un nuevo elemento, mientras que si añadimos un neutrón forma un isótopo, una versión más pesada de un átomo.

 

¿Cuáles son las partes de un átomo?

La mayoría de átomos cuentan con tres partículas subatómicas diferentes dentro de ellos: los protones, los neutrones y los electrones. Los protones y neutrones están empaquetados juntos en el centro del átomo (conocido como el núcleo) y los electrones, que tienen un tamaño mucho más pequeño, zumban alrededor por la parte externa.

Partes diferentes dentro de un atomo
Partes diferentes dentro de un atomo

Cuando las personas dibujan a los átomos, suelen mostrarlos como si fueran satélites orbitando alrededor de la Tierra. De hecho, los electrones se mueven tan rápidamente que nunca sabemos exactamente dónde se encuentran. Imagina que son coches de carreras que viajan a toda velocidad, tan rápidamente que crean nubes borrosas; este es el motivo por lo que muchas veces los electrones aparecen dibujados como áreas nebulosas conocidas como orbitales.

 

Lo que diferencia a un átomo de oro de un átomo de hierro es el número de protones, neutrones y electrones que se encuentran dentro de él. Si separaras un átomo de hierro encontrarías 26 protones y 30 neutrones agrupados todos juntos en el núcleo, así como 26 electrones zumbando alrededor, por la parte externa. Sin embargo, un átomo de oro es más grande y pesado. Ábrelo y encontrarás 79 protones y 118 neutrones en su núcleo, así como 79 electrones a su alrededor.

 

Los protones, neutrones y electrones de los átomos de hierros y oro son idénticos – solamente se diferencian por el número que los componen. En teoría, podrías convertir el hierro el oro tomando los átomos de hierro y añadiendo 53 protones, 88 neutrones, y 53 electrones en cada uno. No obstante, si fuera tan fácil, todos los químicos del mundo se hubieran vuelto ricos.

 

Vamos a suponer que pudieras convertir unos tipos de átomos en otros, de forma muy simple. ¿Cómo harías los primeros elementos químicos? Comenzarías por el átomo más simple de todos, el hidrógeno (símbolo H), que cuenta con un protón y un electrón, pero no tiene ningún neutrón. Si añades otro protón, otro electrón, y dos neutrones, habrás conseguido el átomo del helio (símbolo He). Si añadieras otro protón, otro electrón, y dos neutrones más, conseguirías el átomo del metal del litio (símbolo Li). Añadir otro protón, otro neutrón, y otro electrón daría lugar al átomo de berilio (símbolo Be).

 

¿Ves como funciona? En todos los átomos, el número de protones y el número de electrones es siempre el mismo. La cantidad de neutrones es, aproximadamente, la misma que la de protones, pero a veces es mayor. El número de protones en un átomo se conoce con el nombre de número atómico y nos cuenta qué tipo de átomo es. El número atómico de 1 significa que el átomo es hidrógeno, el número atómico 2 significa helio, el 2 litio, el 4 berilio, y así continua.

 

El número total de protones y neutrones en conjunto es conocido como la masa atómica relativa. El hidrógeno tiene una masa atómica relativa de 1, mientras que el helio contiene una masa atómica relativa de 4 (porque hay dos protones y dos neutrones en su interior). En otras palabras, un átomo de helio es cuatro veces más pesado que un átomo de hidrógeno, mientras que un átomo de berilio pesa nueve veces más.

 

El núcleo

El núcleo fue descubierto en 1911, aunque sus partes no fueron identificadas hasta el año 1932. Virtualmente toda la masa del átomo reside en el núcleo. Este se mantiene compacto por la “fuerza fuerte”, una de las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza.

 

Descripcion detallada de un esquema de un atomo
Descripcion detallada de un esquema de un atomo
La fuerza existente entre los protones y los neutrones sobrepasa a la fuerza eléctrica de repulsión, según las reglas de la electricidad, empujando a los protones en dirección contraria.

 

Protones

Los protones están cargados con partículas positivas y se encuentran situados en el núcleo del átomo. Fueron descubiertos en los experimentos realizados por Ernest Rutherford entre 1911 y 1919.

 

El número de protones que existen en un átomo definen el elemento que es. Por ejemplo, los átomos de carbono tienen seis protones, los átomos de hidrógeno tienen uno, mientras que los átomos de oxígeno cuentan con ocho. El número de protones que hay en un átomo se conoce como el número atómico de un elemento. De la misma forma, esta cantidad determina el comportamiento químico de un elemento; la tabla periódica de los elementos los organiza  a medida que el número atómico va en aumento.

 

Electrones

Los electrones tienen una carga negativa y se encuentran atraídos de forma eléctrica hacia los protones que están cargados positivamente. Están situados alrededor del núcleo atómico en las vías denominadas orbitales. Los orbitales internos que rodean el átomo son esféricos pero los que se encuentran en los orbitales externos son mucho más complicados.

 

Los electrones son las moleculas externas de un atomo
Los electrones son las moleculas externas de un atomo
La configuración electrónica indica la manera en que los electrones se estructuran o se modifican en un átomo de acuerdo con el modelo de capas electrónicas. Utilizando la configuración del electrón y los principios de la física, los químicos pueden predecir las propiedades de un átomo, como su estabilidad, su punto de ebullición y su conductividad.

 

Neutrones

Los neutrones son partículas sin carga que se encuentran dentro del núcleo atómico. La masa de un neutrón es ligeramente un poco más grande que la de un protón. Al igual que estos, los neutrones están formados por quarks. Esta partícula fue descubierta en 1931 por James Chadwick.

 

Fuentes:

http://www.livescience.com/37206-atom-definition.html

http://study.com/academy/lesson/what-is-an-atom-definition-examples.html

http://www.profesorenlinea.com.mx/fisica/atomoEstructura.htm

http://energia-nuclear.net/definiciones/atomo.html

 

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