Que es el atomo y quien lo estudia

Que es el atomo y quien lo estudia

Definición de átomo clase 9

¿Cómo sabemos que los átomos existen realmente si no podemos verlos con nuestros ojos? A continuación se describe brevemente la evolución desde la propuesta de los átomos por los griegos hasta las primeras pruebas directas de su existencia.

Hace tiempo que se especula sobre la estructura de la materia y la existencia de los átomos. Las primeras ideas significativas que se conservan se deben a los antiguos griegos del siglo V a.C., especialmente las de los filósofos Leucipo y Demócrito. (Hay algunas pruebas de que los filósofos de la India y China hicieron especulaciones similares, más o menos en la misma época). Se plantearon la cuestión de si una sustancia puede dividirse sin límite en trozos cada vez más pequeños. Sólo hay unas pocas respuestas posibles a esta cuestión. Una es que la subdivisión infinitesimal es posible. Otra es la que creía Demócrito en particular: que existe una unidad mínima que no puede subdividirse más. Demócrito la llamó átomo. Ahora sabemos que los átomos pueden subdividirse, pero su identidad se destruye en el proceso, así que los griegos tenían razón en un aspecto. Los griegos también consideraban que los átomos estaban en constante movimiento, otra noción correcta.

Quién descubrió el átomo

La palabra átomo procede del griego «atomos», que significa «indivisible».    Los científicos solían pensar que los átomos no podían dividirse en partes más pequeñas. Pero hoy sabemos que sí pueden. Los átomos están formados por partes más pequeñas: protones, electrones y neutrones. Los protones son partículas con una pequeña carga eléctrica positiva. Los neutrones no tienen carga eléctrica. Y los electrones tienen una pequeña carga negativa.

En un átomo, los protones y los neutrones se sitúan en el centro, o núcleo. Los electrones viajan en una nube alrededor del núcleo. La nube está dividida en capas llamadas orbitales, donde es probable que estén los electrones. Los átomos de los distintos elementos tienen diferente número de protones, neutrones y electrones. El número de protones que tiene un átomo (su número atómico) determina de qué elemento se trata.

La combinación de protones, neutrones y electrones en un átomo da a cada elemento sus propiedades únicas. Por ejemplo, los cuatro electrones de la capa más externa del carbono confieren a este átomo la capacidad de unirse a otros cuatro átomos. Esto hace que el carbono sea un bloque de construcción esencial para todos los seres vivos de la Tierra. Los 226 neutrones del radio-226 hacen que este átomo brille en la oscuridad.

Qué es el número atómico

Mucho antes de finales del siglo XIX, se sabía que la aplicación de un alto voltaje a un gas contenido a baja presión en un tubo sellado (llamado tubo de descarga de gas) hacía que la electricidad fluyera a través del gas, que entonces emitía luz (Figura \(\PageIndex{1})). Los investigadores que intentaban comprender este fenómeno descubrieron que también se emitía una forma inusual de energía desde el cátodo, o electrodo con carga negativa; esta forma de energía se denominó rayo catódico.

Figura \ (\PageIndex{1}): Un tubo de descarga de gas que produce rayos catódicos. Cuando se aplica un alto voltaje a un gas contenido a baja presión en un tubo de descarga de gas, la electricidad fluye a través del gas y se emite energía en forma de luz. Imagen utilizada con permiso (CC BY-SA-NC).

En 1897, el físico británico J. J. Thomson (1856-1940) demostró que los átomos no eran la forma más básica de la materia. Demostró que los rayos catódicos podían ser desviados, o curvados, por campos magnéticos o eléctricos, lo que indicaba que los rayos catódicos estaban formados por partículas cargadas (Figura \(\PageIndex{2})). Y lo que es más importante, midiendo el grado de desviación de los rayos catódicos en campos magnéticos o eléctricos de distinta intensidad, Thomson pudo calcular la relación masa-carga de las partículas. Estas partículas eran emitidas por el cátodo cargado negativamente y repelidas por el terminal negativo de un campo eléctrico. Dado que las cargas similares se repelen y las opuestas se atraen, Thomson llegó a la conclusión de que las partículas tenían una carga neta negativa; estas partículas se denominan ahora electrones. Más relevante para el campo de la química, Thomson descubrió que la relación masa-carga de los rayos catódicos es independiente de la naturaleza de los electrodos metálicos o del gas, lo que sugería que los electrones eran componentes fundamentales de todos los átomos.

Neutrón

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.