Por David Chandler
Actualizado el 30 de agosto de 2022
Milkos/iStock/GettyImages
Los átomos se componen de tres subpartículas fundamentales:el protón con carga positiva, el electrón con carga negativa y el neutrón eléctricamente neutro. Las magnitudes de las cargas de protones y electrones son iguales pero opuestas y definen el comportamiento eléctrico de un átomo. Los protones y neutrones se unen en el núcleo a través de la fuerza nuclear fuerte, mientras que los electrones orbitan alrededor del núcleo en una nube sostenida por la fuerza electromagnética comparativamente más débil.
Los electrones tienen carga negativa, los protones tienen carga positiva y los neutrones son neutros.
La identidad de cada elemento está determinada por la cantidad de protones en su núcleo, conocida como número atómico. Por ejemplo, un átomo de carbono contiene seis protones, mientras que un átomo de nitrógeno contiene siete. Este recuento de protones permanece sin cambios durante las reacciones químicas, lo que significa que los reactivos y los productos son los mismos elementos.
Los átomos de un solo elemento pueden contener diferente número de neutrones, dando lugar a isótopos. El hidrógeno, por ejemplo, tiene tres isótopos:protio (sin neutrones), deuterio (un neutrón) y tritio (dos neutrones). Si bien los isótopos difieren en masa, exhiben un comportamiento químico prácticamente idéntico.
Los electrones no están estrechamente unidos al núcleo, lo que permite que se pierdan, ganen o compartan entre átomos. Un átomo que pierde un electrón se convierte en un ion +1; uno que gana un electrón se convierte en un ion –1. Los enlaces químicos surgen de estos reordenamientos de electrones.
La masa de un átomo es esencialmente la suma de sus protones y neutrones; los electrones contribuyen de manera insignificante y generalmente se omiten en los cálculos de masa. La cifra resultante, la masa atómica, varía según el isótopo. Protio (1p+0n) tiene una masa atómica de 1; el deuterio (1p+1n) tiene una masa atómica de 2.
En las muestras naturales, los átomos existen como mezclas de isótopos. El peso atómico es el promedio ponderado de estas masas isotópicas, lo que refleja su abundancia natural. Para el hidrógeno, el predominio del protio (masa 1) con deuterio (masa 2) y tritio (masa 3) produce un peso atómico promedio de 1,008. Si bien las proporciones de isótopos pueden variar ligeramente entre muestras, siguen siendo consistentemente similares.
