Significado de Átomo

Los átomos son las unidades básicas de la materia y la estructura definitoria de los elementos. El término «átomo» proviene de la palabra griega que significa indivisible, porque una vez se pensó que los átomos eran las cosas más pequeñas del universo y no podían dividirse.

Creación del átomo

Ahora sabemos que los átomos están formados por tres partículas: protones, neutrones y electrones, que están compuestos por partículas aún más pequeñas, como los quarks.

Los átomos se crearon después del Big Bang hace 13,7 mil millones de años. A medida que el nuevo universo denso y caliente se enfrió, las condiciones se volvieron adecuadas para que se formaran quarks y electrones. Los quarks se unieron para formar protones y neutrones, y estas partículas se combinaron en núcleos. Todo esto tuvo lugar dentro de los primeros minutos de la existencia del universo, según el CERN .

Significado de Átomo

Significado de Átomo

El universo tardó 380.000 años en enfriarse lo suficiente como para ralentizar los electrones de modo que los núcleos pudieran capturarlos y formar los primeros átomos. Los primeros átomos fueron principalmente hidrógeno y helio , que siguen siendo los elementos más abundantes en el universo, según Jefferson Lab . La gravedad eventualmente hizo que las nubes de gas se fusionaran y formaran estrellas, y los átomos más pesados ​​se crearon (y todavía se crean) dentro de las estrellas y se enviaron por todo el universo cuando la estrella explotó (supernova).

Historia del átomo

La teoría del átomo se remonta al menos al 440 a. C. en Demócrito, un científico y filósofo griego. Demócrito probablemente construyó su teoría de los átomos sobre el trabajo de filósofos del pasado, según Andrew G. Van Melsen, autor de «From Atomos to Atom: The History of the Concept Atom» (Duquesne University Press, 1952).

La explicación de Demócrito del átomo comienza con una piedra. Una piedra cortada por la mitad da dos mitades de la misma piedra. Si la piedra se cortara continuamente, en algún momento existiría una pieza de la piedra lo suficientemente pequeña como para que ya no se pudiera cortar. El término «átomo» proviene de la palabra griega para indivisible, que Demócrito concluyó que debe ser el punto en el que un ser (cualquier forma de materia) ya no puede dividirse.

Su explicación incluía la idea de que los átomos existen por separado unos de otros, que hay una cantidad infinita de átomos, que los átomos pueden moverse, que pueden combinarse para crear materia pero no se fusionan para convertirse en un nuevo átomo, y que no se puede dividir, según Universe Today . Sin embargo, debido a que la mayoría de los filósofos de la época, especialmente el muy influyente Aristóteles, creían que toda la materia se creaba a partir de la tierra, el aire, el fuego y el agua, se dejó de lado la teoría atómica de Demócrito.

John Dalton, un químico británico, se basó en las ideas de Demócrito en 1803 cuando presentó su propia teoría atómica, según el departamento de química de la Universidad de Purdue . La teoría de Dalton incluyó varias ideas de Demócrito, como que los átomos son indivisibles e indestructibles y que diferentes átomos se forman juntos para crear toda la materia. Las adiciones de Dalton a la teoría incluían las siguientes ideas: que todos los átomos de un determinado elemento eran idénticos, que los átomos de un elemento tendrán pesos y propiedades diferentes que los átomos de otro elemento, que los átomos no se pueden crear ni destruir y que la materia está formada por átomos que se combinan en números enteros simples.

Thomson, el físico británico que descubrió el electrón en 1897, demostró que los átomos se pueden dividir, según la Chemical Heritage Foundation . Pudo determinar la existencia de electrones al estudiar las propiedades de la descarga eléctrica en tubos de rayos catódicos. Según el artículo de Thomson de 1897, los rayos se desviaron dentro del tubo, lo que demostró que había algo que estaba cargado negativamente dentro del tubo de vacío. En 1899, Thomson publicó una descripción de su versión del átomo, comúnmente conocido como el «modelo de pudín de ciruela». Un extracto de este documento se encuentra en Chem Teamsitio. El modelo de Thomson del átomo incluía una gran cantidad de electrones suspendidos en algo que producía una carga positiva que le daba al átomo una carga neutra general. Su modelo se parecía al pudín de ciruela, un popular postre británico que tenía pasas suspendidas en una bola redonda parecida a un pastel.

El siguiente científico en modificar y avanzar aún más el modelo atómico fue Rutherford, quien estudió con Thomson, según el departamento de química de la Universidad de Purdue . En 1911, Rutherford publicó su versión del átomo, que incluía un núcleo cargado positivamente orbitado por electrones. Este modelo surgió cuando Rutherford y sus asistentes dispararon partículas alfa a finas láminas de oro. Una partícula alfa está formada por dos protones y dos neutrones, todos unidos por la misma fuerza nuclear fuerte que une el núcleo, según el laboratorio de Jefferson.

Los científicos notaron que un pequeño porcentaje de las partículas alfa se dispersaban en ángulos muy grandes con respecto a la dirección original del movimiento, mientras que la mayoría pasaba sin apenas perturbaciones. Rutherford fue capaz de aproximar el tamaño del núcleo del átomo de oro, y encontró que era al menos 10,000 veces más pequeño que el tamaño del átomo completo, con gran parte del átomo como espacio vacío. El modelo del átomo de Rutherford sigue siendo el modelo básico que se utiliza en la actualidad.

Varios otros científicos avanzaron en el modelo atómico, incluyendo Niels Bohr (construido sobre el modelo de Rutherford para incluir propiedades de electrones basadas en el espectro de hidrógeno), Erwin Schrödinger (desarrolló el modelo cuántico del átomo), Werner Heisenberg (declaró que uno no puede conocer tanto el posición y velocidad de un electrón simultáneamente), y Murray Gell-Mann y George Zweig (desarrollaron independientemente la teoría de que los protones y los neutrones estaban compuestos de quarks).

Partículas atómicas

Los protones y neutrones son más pesados ​​que los electrones y residen en el núcleo del centro del átomo. Los electrones son extremadamente livianos y existen en una nube que orbita el núcleo. La nube de electrones tiene un radio 10,000 veces mayor que el núcleo, según el Laboratorio Nacional de Los Alamos .

Los protones y neutrones tienen aproximadamente la misma masa. Sin embargo, un protón es aproximadamente 1.835 veces más masivo que un electrón. Los átomos siempre tienen el mismo número de protones y electrones, y el número de protones y neutrones también suele ser el mismo. Agregar un protón a un átomo crea un nuevo elemento, mientras que agregar un neutrón crea un isótopo, o una versión más pesada, de ese átomo.

Núcleo del átomo

El núcleo fue descubierto en 1911 por Ernest Rutherford, un físico de Nueva Zelanda. En 1920, Rutherford propuso el nombre de protón para las partículas cargadas positivamente del átomo. También teorizó que había una partícula neutra dentro del núcleo, que James Chadwick, un físico británico y estudiante de Rutherford, pudo confirmar en 1932.

Prácticamente toda la masa de un átomo reside en su núcleo, según Chemistry LibreTexts . Los protones y neutrones que forman el núcleo tienen aproximadamente la misma masa (el protón es un poco menor) y tienen el mismo momento angular o giro.

El núcleo se mantiene unido por la fuerza fuerte , una de las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza. Esta fuerza entre los protones y los neutrones supera la fuerza eléctrica repulsiva que, de otro modo, separaría los protones, de acuerdo con las reglas de la electricidad. Algunos núcleos atómicos son inestables porque la fuerza de unión varía para diferentes átomos según el tamaño del núcleo. Estos átomos luego se descompondrán en otros elementos, como el carbono-14 que se descompondrá en nitrógeno-14.

Protones

Los protones son partículas cargadas positivamente que se encuentran dentro de los núcleos atómicos. Rutherford los descubrió en experimentos con tubos de rayos catódicos que se llevaron a cabo entre 1911 y 1919. Los protones tienen aproximadamente un 99,86% de la masa de los neutrones.

La cantidad de protones en un átomo es única para cada elemento. Por ejemplo, los átomos de carbono tienen seis protones, los de hidrógeno tienen uno y los de oxígeno tienen ocho. El número de protones en un átomo se conoce como el número atómico de ese elemento. El número de protones también determina el comportamiento químico del elemento. Los elementos están ordenados en la Tabla Periódica de los Elementos en orden de número atómico creciente.

Tres quarks componen cada protón – dos quarks «arriba» (cada uno con una carga positiva de dos tercios) y un quark «abajo» (con una carga negativa de un tercio) – y se mantienen unidos por otras partículas subatómicas llamadas gluones, que no tienen masa.

Electrones

Los electrones son diminutos en comparación con los protones y neutrones, más de 1.800 veces más pequeños que un protón o un neutrón. Los electrones tienen aproximadamente un 0,054% de la masa de los neutrones, según Jefferson Lab.

Joseph John (JJ) Thomson, un físico británico, descubrió el electrón en 1897, según el Science History Institute . Conocidos originalmente como «corpúsculos», los electrones tienen una carga negativa y son atraídos eléctricamente por los protones cargados positivamente. Los electrones rodean el núcleo atómico en vías llamadas orbitales, una idea que presentó Erwin Schrödinger, un físico austriaco, en la década de 1920. Hoy en día, este modelo se conoce como modelo cuántico o modelo de nube de electrones. Los orbitales internos que rodean al átomo son esféricos, pero los orbitales externos son mucho más complicados.

La configuración electrónica de un átomo se refiere a las ubicaciones de los electrones en un átomo típico. Utilizando la configuración electrónica y los principios de la física, los químicos pueden predecir las propiedades de un átomo, como la estabilidad, el punto de ebullición y la conductividad, según el Laboratorio Nacional de Los Alamos .

Neutrones

La existencia del neutrón fue teorizada por Rutherford en 1920 y descubierta por Chadwick en 1932, según la American Physical Society . Se encontraron neutrones durante experimentos en los que se dispararon átomos contra una fina hoja de berilio . Se liberaron partículas subatómicas sin carga: el neutrón.

Los neutrones son partículas sin carga que se encuentran dentro de todos los núcleos atómicos (excepto el hidrógeno). La masa de un neutrón es ligeramente mayor que la de un protón. Al igual que los protones, los neutrones también están hechos de quarks: un quark «arriba» (con una carga positiva 2/3) y dos quarks «abajo» (cada uno con una carga negativa de un tercio).

Estaremos encantados de escuchar lo que piensas

Deje una respuesta

Significado.Online