Un átomo puede considerarse inestable en una de dos formas. Si capta o pierde un electrón, se carga eléctricamente y es altamente reactivo. Tales átomos cargados eléctricamente se conocen como iones. La inestabilidad también puede ocurrir en el núcleo cuando el número de protones y neutrones está desequilibrado. En un esfuerzo por alcanzar el equilibrio, el átomo emite partículas en forma de radiación hasta que el núcleo se estabilice. Dichos átomos inestables se dice que son radiactivos.

TL; DR (Demasiado largo; No lo leyó)

Los iones son eléctricamente inestables y forman enlaces químicos rápidamente. Los átomos con núcleos inestables emiten radiación hasta que los núcleos se estabilizan.

¿Qué es un átomo estable?

Para comprender mejor los átomos inestables, ayuda a apreciar lo que constituye la estabilidad. En el modelo planetario familiar, un átomo consiste en un núcleo de partículas pesadas con carga positiva, llamadas protones, y eléctricamente neutrales llamadas neutrones. Orbitando el núcleo hay una nube de electrones más ligeros cargados negativamente. Los protones y los electrones tienen cargas iguales y opuestas.

Cuando el átomo es estable, tiene una carga eléctrica neta de 0, lo que significa que la cantidad de protones es igual a la cantidad de electrones. El núcleo también está equilibrado, ya que la cantidad de protones es igual a la cantidad de neutrones. Tal átomo no es inerte. Todavía se puede combinar con otros para formar compuestos químicos, y su propensión a hacerlo depende del número de sus electrones de valencia, o de los electrones que se pueden compartir con otros átomos.

Cuando un átomo se convierte en un ion

Cuando un átomo pierde o gana un electrón, se convierte en un ion. Si gana un electrón, es un catión, y si pierde uno, es un anión. Esto ocurre más comúnmente en reacciones químicas, en las que los átomos comparten electrones para formar una capa exterior estable de 8. Por ejemplo, la molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Los átomos de hidrógeno cada uno rinden su único electrón para convertirse en iones cargados positivamente, mientras que el átomo de oxígeno los acepta para cargarse negativamente. La combinación forma una molécula muy estable, aunque ligeramente eléctricamente polar.

Los iones libres pueden existir en solución o en materiales sujetos a un campo eléctrico. Cuando existen en solución, la solución se convierte en un electrolito, que es capaz de conducir electricidad. Debido a su carga eléctrica, los iones tienen una mayor propensión a combinar y formar compuestos que los átomos eléctricamente neutros.

Inestabilidad nuclear, o radiactividad

Cuando un núcleo atómico tiene un exceso de protones o neutrones, los arroja en un esfuerzo por lograr un estado equilibrado. Debido a la fuerza de la fuerza que mantiene unido al núcleo, las partículas que emergen de núcleos inestables, que se llaman radionucleidos, son muy enérgicas. Estos núcleos pueden emitir rayos alfa, que están compuestos de protones y neutrones; rayos beta , que son electrones con carga positiva o negativa; y rayos gamma, que son fotones de alta energía.

Cuando un radionúclido pierde un neutrón, se convierte en un isótopo diferente del mismo elemento, pero cuando pierde un protón, se convierte en un elemento completamente diferente. El átomo continúa emitiendo radiación radiactiva hasta que alcanza una cantidad estable de protones y neutrones. El tiempo que tarda la mitad de una muestra determinada de un isótopo particular en descomponerse en una forma estable se denomina vida media. Las vidas medias pueden variar desde fracciones de segundo en el caso del Polonio-215, hasta miles de millones en el caso del Uranio-238.