Partes de un átomo y sus características

Todos los átomos están formados por un núcleo y una corteza. El núcleo, como su nombre indica, es la parte central del átomo, donde se encuentra las partículas cuya carga es positiva y que reciben el nombre de protones, y las partículas cuya carga es neutra, es decir que no tienen carga eléctrica, recibiendo el nombre de neutrones. La masa de ambas partículas, tanto los protones como los neutrones, son similares. Todos los átomos de un mismo elemento químico tiene un número igual de protones, recibiendo esta cifra el nombre de número atómico y usándose la letra Z para representarla.

Por otra parte está la corteza que es la parte exterior del átomo. En la corteza encontramos a los electrones, los cuales son partículas con carga negativa. Los electrones giran a una gran velocidad alrededor del núcleo a distintos niveles, siendo partículas mucho más pequeñas que las que están situada en el núcleo.

Siendo los neutrones neutros, los protones positivos y los electrones negativos, el átomo tiene una carga eléctrica neutra, ya que poseen el mismo número de protones que de electrones. Aunque existen casos en los que los electrones se encuentran en menor o mayor número que los protones, causando que la carga eléctrica del átomo sea negativa o positiva, en este caso recibe el nombre ion, anión si es negativa o catión si es positiva.

Imagen: Brainly

Un átomo es la unidad más pequeña de la materia que conserva las propiedades de un elemento químico. Podríamos decir que es como el ladrillo con el que está construida toda la materia del universo. Todo lo que nos rodea, desde el aire que respiramos hasta nuestro propio cuerpo, está formado por átomos.

Es decir, si cogemos cualquier cosa que nos rodea (una mesa, el agua, el aire, incluso nuestro cuerpo) y la seguimos dividiendo, al final llegamos a los átomos.

Aunque los átomos son extremadamente pequeños (tan diminutos que no se pueden ver ni con un microscopio común), están compuestos por partículas aún más pequeñas. Estas partículas son tres:

1. los protones
2. los neutrones
3. los electrones

Los protones y los neutrones se encuentran en el centro del átomo, en una zona llamada núcleo, mientras que los electrones giran alrededor del núcleo, en lo que podríamos imaginar como una especie de nube o capa.

Cada elemento de la tabla periódica está formado por un tipo diferente de átomo. Por ejemplo, todos los átomos de oxígeno tienen ciertas características comunes que los hacen diferentes de los átomos de carbono, hidrógeno o hierro.

Nuestro profesor nos cuenta qué son los moles y qué son los átomos en este vídeo:

Para continuar con esta lección sobre las partes de un átomo y sus características debemos hablar sobre la evolución que han tenidos las partes del átomo, ya que el modelo atómico ha ido cambiando con el paso del tiempo gracias a los estudios de los científicos. Se debe tener en cuenta que varios de los modelos que vamos a explicar están obsoletos, no siendo usados en la actualidad, pero son necesarios para entender la evolución de la comunidad científica en este tema.

La evolución histórica del modelo atómico está caracterizada por los siguientes científicos:

• Modelo de Dalton: El primer modelo atómico fue obra de John Dalton en 1803. Es un modelo muy primitivo al que faltan muchos elementos como por ejemplo la presencia de los electrones y protones.
• Modelo de Thomson: John Thomson consiguió hacer un modelo atómico más completo que el de Dalton, añadiendo varios elementos clave. Thomson descubrió la existencia de los electrones y de las cargas positivas y negativas.
• Modelo de Nagaoka: El físico japonés Nagaoka estaba en desacuerdo con el modelo de Thomson, él pensaba que el átomo debía tener un gran núcleo de carga positiva sobre el que giraban los electrones con carga negativa. A su teoría se le llama saturniana, ya que comparaba a los electrones con los anillos de Saturno. Muchas veces no se nombra este modelo, pero es esencial para comprender el gran paso que se da en esta época.
• Modelo de Rutherford: El modelo de Rutherford se basaba en la existencia de un núcleo de carga positiva sobre el que giraban los electrones de carga negativa. Este modelo es muy parecido al de Nagaoka, siendo de años muy cercanos, aunque el modelo del japones es anterior.
• Modelo de Bohr: Bohr pensaba que los electrones debían estar separados a gran distancia del núcleo en capas y el número de estas partículas orbitales debía ser igual al número atómico. Su modelo también entiende que el número de electrones varía en cada capa, existiendo menos electrones en la primera capa que en la última.
• Modelo de Schrodinger: Schrodinger rompió la creencia de que los electrones son partículas diminutas que giran alrededor del núcleo. El científico austriaco sostenía que los electrones se movían por medio de una función de onda, es decir, de forma orbital.
• Modelo de Dirac: Dirac modificó para su modelo las ideas de Schrodinger, usando para ello la “ecuación de Dirac” dando una visión más correcta de la forma orbital de los electrones.

Un átomo es una de las unidades más pequeñas de la materia. Todo lo que vemos, tocamos y sentimos está hecho de átomos. Aunque son increíblemente diminutos —tan pequeños que ni siquiera podemos verlos con un microscopio normal— tienen una estructura bien definida.

El átomo está compuesto por tres partículas fundamentales: protones, neutrones y electrones:

• En el centro del átomo se encuentra el núcleo, donde se concentran los protones y los neutrones.
• Los protones tienen carga positiva (+), mientras que los neutrones no tienen carga, son neutros.
• Alrededor del núcleo se mueven los electrones, que tienen carga negativa (−). Estos electrones no giran en órbitas fijas como los planetas alrededor del Sol, sino que se mueven en regiones llamadas niveles o capas de energía.
• La mayoría de la masa del átomo está concentrada en el núcleo, mientras que el espacio que ocupa el átomo es, en su mayor parte, vacío. Es decir, si el núcleo fuera del tamaño de una canica, el átomo entero sería tan grande como un estadio de fútbol.

Aquí te descubrimos las propiedades de un átomo.

El átomo tiene una serie de características que lo hacen muy especial y que nos ayudan a entender cómo funciona la materia a nuestro alrededor. Las características del átomo son:

1. Tiene una estructura: Como hemos visto antes, se compone de un núcleo (con protones y neutrones) y una corteza donde se mueven los electrones.
2. Es eléctricamente neutro: Un átomo en su estado normal tiene el mismo número de protones (carga positiva) que de electrones (carga negativa). Así que las cargas se equilibran.
3. Cada elemento tiene su propio tipo de átomo: Por ejemplo, todos los átomos de oxígeno tienen 8 protones. Si un átomo tiene 6 protones, es carbono. Esta característica es lo que define el número atómico de un elemento.
4. Puede formar enlaces: Los átomos no suelen estar solos. Se unen con otros átomos mediante enlaces químicos para formar moléculas y sustancias más complejas. La manera en que lo hacen depende de cómo están distribuidos sus electrones.
5. Tiene diferentes formas o isótopos: Aunque los protones de un elemento siempre son los mismos, el número de neutrones puede variar. A estas versiones distintas de un mismo átomo se les llama isótopos.

Cuando hablamos de "tipos" de átomos, en realidad nos referimos a formas en que se pueden clasificar según sus propiedades. Estos “tipos” no son elementos diferentes, sino variaciones del mismo átomo que afectan su comportamiento en ciertas circunstancias, como en reacciones químicas o procesos nucleares.

Los tipos de átomo se suelen clasificar así:

1. Átomos neutros: Son aquellos que tienen el mismo número de protones y electrones. Son estables eléctricamente porque sus cargas se compensan.
2. Cationes (átomos con carga positiva): Si un átomo pierde uno o más electrones, ya no tiene el mismo número de cargas negativas que positivas, así que queda cargado positivamente. A esto lo llamamos catión.
3. Aniones (átomos con carga negativa): Al contrario, si un átomo gana uno o más electrones, tendrá más cargas negativas que positivas. Así que adquiere una carga negativa y se llama anión.
4. Isótopos: Los isótopos son versiones de un mismo elemento con diferente número de neutrones. Por ejemplo, el hidrógeno tiene tres isótopos: protio (sin neutrones), deuterio (con un neutrón) y tritio (con dos neutrones).

La teoría atómica es la explicación científica que nos permite entender cómo está constituida la materia. Esta teoría ha evolucionado a lo largo del tiempo gracias a muchos científicos que hicieron observaciones, experimentos y propusieron modelos para explicar qué es un átomo. Estas son las partes principales de esta teoría:

1. La materia está compuesta de átomos: Esta fue una idea revolucionaria en su tiempo, propuesta por John Dalton a comienzos del siglo XIX. Según él, todo lo que existe está hecho de partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son iguales: Dalton también propuso que todos los átomos de un mismo elemento químico tienen las mismas propiedades. Aunque hoy sabemos que existen isótopos, la idea general sigue siendo válida.
3. Los átomos se combinan en proporciones fijas: Para formar compuestos, los átomos se unen en relaciones determinadas. Por ejemplo, el agua siempre tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H₂O).
4. Los átomos pueden reorganizarse: En una reacción química, los átomos no se destruyen ni se crean; simplemente se reagrupan para formar nuevas sustancias. Esta es una de las bases de la ley de conservación de la masa.
5. Modelos atómicos: Con el tiempo, se fueron proponiendo distintos modelos de átomo. Por ejemplo, el modelo de Thomson (el del "pudín de pasas"), el de Rutherford (con un núcleo central) y el de Bohr (con niveles de energía). El modelo actual es más complejo y se basa en la mecánica cuántica, pero todos los anteriores ayudaron a entender cómo funciona la materia.

Es normal confundir estos dos términos, pero hay una diferencia clara y sencilla:

• Un átomo es la unidad básica de la materia. Es como una pieza de Lego individual.
• Una molécula, en cambio, está formada por dos o más átomos unidos entre sí mediante enlaces químicos.

Por ejemplo, un átomo de oxígeno es simplemente eso: una partícula con 8 protones en su núcleo. Pero una molécula de oxígeno (O₂) está formada por dos átomos de oxígeno unidos. Lo mismo pasa con el agua: una molécula de agua (H₂O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Entonces, podríamos decir que las moléculas son agrupaciones de átomos que se comportan como una unidad. Algunas moléculas están formadas por átomos del mismo tipo (como O₂ o N₂), y otras por átomos distintos (como el dióxido de carbono, CO₂, que tiene un carbono y dos oxígenos).

Por lo tanto, los átomos son los ladrillos, y las moléculas son las construcciones que se hacen con ellos.

En esta otra lección te hablamos de forma detallada sobre las diferencias entre átomos y moléculas.

Para que todo esto no se quede solo en teoría, vamos a ver algunos ejemplos de átomos que conocemos y usamos en el día a día:

• Hidrógeno (H): Es el más simple de todos. Tiene solo un protón y un electrón. Está presente en el agua y también es muy abundante en el universo. Las estrellas, por ejemplo, están hechas en gran parte de hidrógeno.
• Oxígeno (O): Lo respiramos constantemente y es esencial para que nuestro cuerpo funcione. También forma parte del agua, al unirse con hidrógeno.
• Carbono (C): Es la base de la vida. Todos los seres vivos estamos hechos principalmente de carbono. También está presente en cosas como el grafito de los lápices o en los diamantes.
• Hierro (Fe): Es un metal muy importante. Lo usamos para construir muchas cosas, y además lo tenemos en la sangre, en forma de hemoglobina, que ayuda a transportar el oxígeno.
• Helio (He): Es un gas muy ligero que se usa en los globos, por ejemplo. Es muy estable y no se mezcla fácilmente con otros átomos.
• Uranio (U): Es un átomo pesado y radiactivo que se usa en las centrales nucleares para generar electricidad.

Aunque los átomos son increíblemente pequeños, están llenos de curiosidades. Por ejemplo, ¿sabías que el 99,9% de un átomo es espacio vacío? Eso significa que, en realidad, casi todo lo que ves y tocas está formado principalmente por… nada.

También es curioso pensar que los átomos que forman tu cuerpo hoy alguna vez formaron parte de una estrella. Literalmente estamos hechos de polvo de estrellas, ya que los elementos más pesados como el hierro o el calcio se crearon en explosiones estelares hace miles de millones de años.

Otro dato sorprendente: en solo una gota de agua hay más átomos que estrellas en la galaxia. Y aunque los átomos son invisibles a simple vista, su estudio ha permitido inventos como los rayos X, la energía nuclear o los chips de nuestros móviles. ¡Quién diría que algo tan pequeño podría cambiar tanto el mundo!

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