Átomo

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El átomo es la unidad básica de la materia, es decir, la parte más pequeña en la que un elemento puede dividirse sin perder sus propiedades químicas.

Los átomos están formados por un núcleo compuesto por partículas de protones y neutrones y por electrones que orbitan el núcleo, formando la esfera de electrones.

La palabra átomo es de origen griego y significa “indivisible”. Hasta el siglo XIX se creía que el átomo era la parte más pequeña de la materia, es decir, que sería imposible dividirla.

Átomo

Un átomo está formado por protones y neutrones en el núcleo y electrones en la esfera de electrones.

Estructura y composición de un átomo

Los átomos son porciones muy pequeñas de la materia, tan pequeñas que no pueden ser vistas con los microscopios ordinarios.

Su estructura está formada por un núcleo infinitamente pequeño y denso, compuesto de protones y neutrones y una electrosfera compuesta de electrones.

  • Protones (p): partículas positivas y con masa unitaria.
  • Neutrones (n): partículas neutras (sin carga) y que tienen una masa unitaria.
  • Electrones (e): partículas negativas y prácticamente sin masa, en constante movimiento orbital alrededor del núcleo.

El núcleo representa el 99,9% de la masa de un átomo. La masa de los electrones es prácticamente irrelevante: un electrón tiene una masa 1836 veces menor que la masa de los protones y neutrones.

El movimiento de electrones alrededor del núcleo forma un campo electromagnético. Los electrones orbitan alrededor del núcleo a una velocidad tan alta que, si fuera posible ver el átomo, la esfera de electrones se vería como una nube alrededor del núcleo.

Los átomos son eléctricamente neutros – tienen el mismo valor absoluto de protones (+) y electrones (-), por lo que su carga se convierte en cero.

Si un átomo recibe o pierde electrones, deja de ser un átomo y se convierte en un ión, que puede tener una carga positiva o negativa:

  • Si recibe electrones, se carga negativamente y se convierte en un anión.
  • Si pierde electrones, se carga positivamente y se convierte en un catión.

Comprender lo que es la materia y saber más sobre cationes y aniones.

Estructura de la electrosfera

La esfera de electrones está formada por electrones en movimiento orbital, pero estos electrones no están dispuestos al azar; hay capas electrónicas a través de las cuales se distribuyen estas partículas.

Un átomo puede tener hasta siete capas electrónicas. Cada una de estas capas tiene diferentes niveles de energía, siendo la capa exterior la más energética.

Estas capas están representadas por las siguientes letras: K, L, M, N, O, P, Q. K es la capa más cercana al núcleo.

No todos los átomos tienen las 7 capas, el mercurio por ejemplo sólo tiene 6. Pero independientemente del número de capas, es una regla que éstas no pueden tener más de 8 electrones.

Las capas electrónicas se dividen a su vez en subniveles de energía, representados por las letras: s, p, d, f.

Comprender lo que significa orbitar.

Historia de la teoría atómica

La idea de que la materia podía ser dividida en pequeñas partes hasta llegar a una unidad tan pequeña que ya no podía ser dividida había existido desde los días de la antigua Grecia.

Demócrito, alrededor del 400 a.C., fue el primer científico en postular la existencia de esta pequeña partícula y le dio el nombre de “átomo”, que en griego significa “indivisible”.

Fue en 1803 cuando se elaboró la primera teoría consistente sobre los átomos. John Dalton sostenía que el átomo era la parte más pequeña de la materia y que era indivisible.

Durante los siglos siguientes, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, se hicieron nuevos descubrimientos sobre esta partícula y se postularon en diferentes modelos atómicos.

Modelo Dalton

Desarrollado por el profesor John Dalton en 1803, este modelo se conoció como el modelo de la “bola de billar”, porque según él los átomos eran esferas masivas, indivisibles e indestructibles.

Modelo de Dalton

Modelo de Thomson

Joseph Thomson descubrió la existencia de electrones y, según su modelo, estas cargas se distribuirían uniformemente por todo el átomo junto con las cargas positivas.

El átomo en el modelo de Thomson era esférico y no masivo y se conoció como “pudín de pasas”, donde las pasas de un pudín representaban las cargas positivas y negativas.

Modelo de Thomson

Modelo Rutherford

Rutherford hizo un importante descubrimiento sobre el átomo: la existencia de un núcleo. Su modelo decía que el átomo estaba compuesto por un núcleo y un electrón.

En el núcleo habría protones y neutrones y en la electrosfera los electrones. Este modelo se conoció como el “sistema solar”.

Lo que Rutherford no pudo explicar fue cómo los electrones no colapsaron con el núcleo del átomo.

Modelo de Rutherford

Modelo Rutherford-Bohr

El modelo de Rutherford se complementó con los descubrimientos hechos por el físico Niels Bohr en 1913. Bohr llegó a la conclusión de que los electrones orbitan la electrosfera en capas de diferentes niveles de energía.

Los electrones no absorben ni liberan energía en este movimiento y por lo tanto permanece en una órbita con energía constante, lo que impide que colisionen con el núcleo.

Modelo de Rutherford-Bohr

Características de un átomo

Lo que diferencia a un átomo de otro es la cantidad de protones, neutrones y electrones en su composición. Los principales valores utilizados para identificar los átomos son la masa atómica y el número atómico.

Masa atómica

El valor de la masa atómica está representado por la suma de los protones y neutrones presentes en el núcleo del átomo.

A = z + n

Número atómico

El número atómico es el número de protones en el núcleo de un átomo, su valor está representado por la letra z. Como en un átomo el número de protones es igual al número de electrones, tenemos:

z = p = e

El conjunto de varios átomos con el mismo número atómico forma un elemento químico. Todos los elementos químicos conocidos están representados en la tabla periódica siguiendo un orden ascendente de número atómico.

Los elementos químicos están representados por su acrónimo en el centro, la masa atómica en la parte superior (derecha o izquierda) y el número atómico en la parte inferior izquierda.

Elemento químico

  • A = masa atómica (número de masa) = p + n
  • Z = número atómico = número de protones
  • X = elemento químico

Átomos y moléculas

Un átomo es una parte muy pequeña de la materia, está compuesto por un núcleo con protones y neutrones y electrones que giran alrededor del núcleo.

Una molécula es una agrupación de átomos de un mismo elemento o de diferentes elementos, que juntos forman una sustancia. Por ejemplo:

  • Dos átomos de oxígeno se unen para formar una molécula de oxígeno (O2).
  • Dos átomos de hidrógeno se unen a un átomo de oxígeno y forman una molécula de agua (H2O).

Aprenda más sobre las moléculas.