De que estan formados los atomos

estructura del átomo

¿Qué es un átomo? ¿De qué están hechos los átomos? Los átomos son los componentes básicos de la materia ordinaria. Los átomos pueden unirse para formar moléculas, que a su vez forman la mayoría de los objetos que nos rodean. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones no tienen ninguna carga eléctrica. Los protones y los neutrones se agrupan en la parte central del átomo, llamada núcleo, y los electrones «orbitan» alrededor del núcleo. Un átomo concreto tendrá el mismo número de protones y electrones, y la mayoría de los átomos tienen al menos tantos neutrones como protones.Los protones y los neutrones están compuestos por otras partículas llamadas quarks y gluones. Los protones contienen dos quarks «up» y un quark «down», mientras que los neutrones contienen un quark «up» y dos quarks «down». Los gluones se encargan de unir los quarks entre sí.

positrones

Hace catorce mil millones de años, cuando la mancha caliente y densa que era nuestro universo se expandió rápidamente, toda la materia y antimateria que existía debería haberse aniquilado y dejarnos nada más que energía. Sin embargo, una pequeña cantidad de materia sobrevivió.

Acabamos con un mundo lleno de partículas. Y no cualquier partícula, sino partículas cuyas masas y cargas eran lo suficientemente precisas como para permitir la vida humana. He aquí algunos datos sobre la física de las partículas que te harán saltar los electrones.

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Aunque la mayoría de las células de tu cuerpo se regeneran cada siete o quince años, muchas de las partículas que las componen han existido durante millones de milenios.  Los átomos de hidrógeno que hay en ti se produjeron en el Big Bang, y los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno se crearon en estrellas en llamas. Los elementos muy pesados que hay en ti se crearon en la explosión de estrellas.

El tamaño de un átomo se rige por la ubicación media de sus electrones. Los núcleos son unas 100.000 veces más pequeños que los átomos en los que se alojan. Si el núcleo fuera del tamaño de un cacahuete, el átomo tendría el tamaño de un estadio de béisbol. Si perdiéramos todo el espacio muerto dentro de nuestros átomos, cada uno de nosotros podría caber en una partícula de polvo de plomo, y toda la raza humana cabría en el volumen de un terrón de azúcar.

neutrón

Como aprendimos en la última animación, la palabra átomo significa no cortable y cuando John Dalton descubrió por primera vez la evidencia de que los átomos existían, les dio ese nombre porque sospechaba que realmente eran no cortables. Pensaba que eran partículas fundamentales, los trozos de materia más pequeños que existen.

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Resulta que estaba equivocado. Los átomos están formados por partículas subatómicas, sobre todo: electrones, protones y neutrones. Los protones y los neutrones parecen estar hechos de partículas más pequeñas todavía y, a decir verdad, no sabemos con certeza si realmente hay un final para la pequeñez. Es posible que la realidad siga siendo eterna cuanto más se acerque el zoom.

Esta imagen está hecha con datos recogidos de un escaneo real de un solo átomo de nitrógeno, fijado a una superficie metálica. Lo que vemos en realidad es el exterior de su nube de electrones. Los colores aquí son artificiales, pero ésta es la forma de un átomo de nitrógeno.

A la derecha hay un modelo simplificado del nitrógeno. Este tipo de modelo se llama modelo de Bohr. Existen otros más precisos, más detallados, pero cuando se introduce la química por primera vez, el modelo de Bohr es el más fácil de entender, así que es el que usaremos aquí.

definir átomo

El átomo se considera el componente básico de la materia. Todo lo que tiene masa, es decir, todo lo que ocupa espacio, está compuesto por átomos. Aunque su nombre se refería originalmente a una partícula que no podía dividirse más -lo más pequeño posible-, ahora sabemos que cada átomo se compone generalmente de partículas más pequeñas. Dado que estas partículas componen los átomos, suelen denominarse partículas subatómicas. Hay tres partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones.

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Dos de las partículas subatómicas tienen carga eléctrica: los protones tienen carga positiva y los electrones carga negativa. Los neutrones, en cambio, no tienen carga. Una regla fundamental es que las partículas con la misma carga se repelen entre sí, mientras que las partículas con cargas opuestas se atraen. Así, al igual que los extremos opuestos de un imán, los protones y los electrones se atraen. Del mismo modo, al igual que cuando se experimenta resistencia al intentar juntar los mismos extremos de dos imanes, los protones se repelen de otros protones y los electrones se repelen de otros electrones.

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