Qué es un átomo, cómo es su estructura y cuántas partes tiene un átomo
El átomo toma su nombre del griego y significa indivisible, es la expresión más pequeña de la materia este forma parte de cada elemento, de cada ser orgánico e inorgánico, también puede existir de forma simple, posee propiedades físicas y químicas.
Que es un átomo
Definimos átomo como la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades químicas, todos los elementos químicos de la tabla periódica están compuestos por átomos con exactamente la misma estructura y a su vez, éstos se componen de tres tipos de partículas, como los protones, los neutrones y los electrones.
Historia del Átomo
Las primeras propuestas de existencia de este fue propuesta por los griegos Leucipio y Demócrito, quienes sostenían la hipótesis de que la materia estaba compuesta por pequeñas partículas las cuales eran indestructibles e indivisibles.
En ese tiempo estudiar el átomo solo se basaba en suposiciones, e hipótesis infundadas, nada probado de manera científica, incluso era un tema asociado con la magia y temas fantásticos. Esto produjo que el avance de su estudio se ralentizara.
Fue hasta el siglo XVI cuando se comenzó a indagar en la química experimental que se oyeron nuevas propuestas sobre este tema. El John Dalton un científico inglés hablaba en esa época de que la se encontraba constituida por átomos y además comento que estos poseían una apariencia esférica maciza indivisible.
Palabras similares a las que mencionaron los griegos siglos atrás. Luego el físico J.J Thompson hizo estudios con los rayos catódicos lo que ayudo a definir más claramente la apariencia del átomo, definiéndolo como cargas eléctricas negativas dentro de una esfera positiva.
Luego el científico Rutherford planteo que este poseía un núcleo de carga positiva y que a su alrededor orbitaba de forma circular los electrones. Más adelante Bohr un físico danés especificó más dando un concepto de mayor claridad.
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Ampliando la teoría de Rutherford este propuso que los átomos estaban constituidos por un núcleo el cual poseía diferentes niveles de energía. Luego el científico Sommerfeld añade a las investigaciones que las órbitas de los electrones no son circulares sino elípticas.
Estos estudios fueron arduos y todos convergieron en que el átomo es la partícula mas diminuta de la materia y que este se encuentra constituido por un núcleo que posee carga positiva y carga neutra y además una carga negativa que orbita de forma elíptica a su alrededor.
Estructuras y partes del Átomo
La estructura del átomo se compone de dos partes fundamentales las cuales son el núcleo y la corteza, en el núcleo se encuentran los protones que poseen carga positiva y los neutrones que tienen carga neutra, es decir no poseen carga eléctrica.
Núcleo
Protones: el protón es una partícula subatómica esta posee una carga positiva, estando junto al neutrón se conocen como nucleones y constituye el núcleo de un átomo. Los protones poseen una masa muy similar a la de los neutrones.
El monto de protones que estén en el núcleo va a variar dependiendo del elemento, por ejemplo un átomo de agua tendrá un número diferente de protones que un átomo de azufre. Esto hace que cada elemento se diferencie del otro y se conocerá entonces como un número atómico el cual llamaremos Z.
Neutrones: estos son partículas sin carga eléctrica lo que los hace neutros y de allí su nombre, poseen una masa similar a la de los protones, aunque en ocasiones la de estos es un poco mayor. Para este se usara la letra N para identificar cuantos neutrones es que posee el núcleo.
En conjunto al protón se denominan nucleones y el número de este se representa con la tetra A, estos constituyen la masa de un átomo.
Corteza
La corteza constituye la parte exterior del átomo en ella se encuentran los electrones estos son de carga negativa y giran alrededor del núcleo.
Electrones: Forman la corteza del átomo y se encuentran orbitando alrededor del núcleo, los cuales tienen carga negativa, esta es una partícula subatómica muy pequeña, posee una masa casi dos mil veces menor que la de un protón exactamente es 1/1836.
Los electrones se encuentran gravitando alrededor del núcleo girando de forma circular y elíptica y a su vez rotando sobre su propio eje, comportándose de manera similar a la tierra con respecto al sol.
El número de electrones que encontraremos en un átomo se basara en la energía que posea el núcleo y también de los factores externos que puedan afectar a este, por ejemplo factores o fenómenos eléctricos.
Esto podemos observarlo con claridad cuando experimentamos con electricidad estática la cual se origina al intercambiar los electrones de dos cuerpos como es el caso de (el globo y la alfombra) al frotar el globo sobre la alfombra se produce una variación los electrones de los átomos.
La orbita de los electrones no la podemos imaginar como simples esferas girando alrededor de un núcleo, pues esta es mucho más compleja y se encuentra distribuidas por niveles, estas orbitas son difíciles de precisar.
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Tipos de Átomos
El átomo químico es diferente a otros por lo tanto existen tantos tipos de átomos como elementos en el universo. Por ejemplo un átomo de hierro será más pesado que un átomo de oxígeno.
Esto permite clasificarlos en átomos pesados, ligeros, según las propiedades químicas que posean, según su propiedad eléctrica, entre otras.
El átomo se clasifica en el número atómico, o cuantos protones son los que posee el núcleo, además también se basan en la cantidad de electrones y protones que este tenga.
Si la cantidad de electrones es igual a la cantidad de protones se clasifica como eléctricamente neutro y si la cantidad de electrones es mayor que la de protones o viceversa entonces este tendrá una carga eléctrica. A estos se les conoce como ion.
La carga de este será negativa si el número de electrones es más alto que el número de protones, por otra parte si el número de protones es superior al de electrones entonces este tendrá carga positiva.
Un ion no es más que un átomo que en estado neutro ha ganado o perdido electrones por cualquier factor, pasando así de neutro a un estado cargado eléctricamente, esto se conoce como ionización.
Los iones con carga negativa a causa de haber ganado más electrones se les conoce como aniones, por su parte los que están cargados positivamente debido a perdida de electrones se les conoce como cationes.
Tabla Periódica de los Elementos
La tabla periódica ordena a los átomos tanto por su número atómico (número de protones) como por su masa atómica.
Número atómico: se representa con la letra Z, indica la cantidad de protones que presenta un átomo, que es igual a la de electrones. Todos los átomos con un mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas propiedades químicas. Por ejemplo todos los átomos con un protón serán de hidrógeno (Z = 1), todos los átomos con dos protones serán de helio (Z = 2).
Número másico: se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de protones y neutrones que contiene el elemento. Los isótopos son dos átomos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Los isótopos de un mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy parecidas entre sí.
Diferencias entre Átomos y Moléculas
Para saber cuáles son las diferencias entre un átomo y una molécula debemos conocer primero que es una molécula.
Molécula se deriva del latín que significa masa, se considera molécula a la agrupación de mínimo dos átomos estables y neutros, es decir que no posean carga negativa ni positiva, los cuales se encuentran unidos por medio de enlaces químicos.
Las moléculas pueden estar formadas por átomos de un mismo elemento, estas son muy comunes en las sustancias y elementos orgánicos, tomando parte fundamental e importante en el estudio de la bioquímica.
Es su mayoría la química orgánica e inorgánica se encarga de los estudios de las síntesis y compuestos moleculares de los elementos. Las moléculas se encuentran más alto en los casos de constante interacción, exceptuando casos como en los gases nobles.
De manera generalizada se define a la molécula como la parte más pequeña de una sustancia la cual mantiene las propiedades de dicho elemento. Las moléculas se caracterizan por:
Estar constituidas por átomos que puedes ser igual o diferente pero que estén estables y neutros.
Se encuentran separadas solo en caso de algunos gases.
En caso de sustancias liquidas las moléculas fluyen y se deslizan manteniendo contacto entre ellas.
En sustancias solidas, las moléculas están fijadas y forman uniones llamadas nudos de redes de cristal.
Biomoléculas: estas son las que componen a todos los seres vivientes, principalmente se componen de lípidos, ácidos, proteínas y nucleicos. Estas se clasifican en moléculas orgánicas e inorgánicas.
Las orgánicas constituyen la vida misma y son principalmente compuestas por carbono, mientras que las inorgánicas están constituidas por elementos como el hidrogeno, agua, entre otros.
Molécula monoatómica: estas son las moléculas que están constituidas por átomos de un solo tipo. Por ejemplo el aluminio, el cobalto.
Molécula diatómica: estas son las que se encuentran constituidas por dos átomos que son de igual elemento.
Molécula tetratómica: está formada por cuatro átomos de un mismo elemento o tipo, esta se representa con la imagen del elemento y como un subíndice se coloca el número cuatro.
Molécula poliatomica: este tipo de molécula está formada por más de cuatro átomos de un solo tipo.
Moléculas compuestas. Estas están compuestas por dos o más átomos que no son del mismo tipo o elemento.
De esta manera podemos observar claramente la diferencia entre un átomo y una molécula. Pero ¿qué pasa cuando existe dos o más átomos que se unen cargados eléctricamente?
A la unión de dos o más átomos cargados eléctricamente se le conoce como iones poliatómicos y estos pueden poseer cargas tanto positivas como negativas. La agrupación de este tipo de átomos no se considera molécula.
La principal diferencia de una molécula y de un ion poliatómicos es la inestabilidad que presentan los iones, ya que la definición estricta de molécula establece que esta debe ser neutra y estable.
Anteriormente se definía molécula como la parte más pequeña y general de una sustancia y de allí su errónea asociación comparativa con el átomo ya que este posee una definición básica similar.