Por Kevin Beck
Actualizado el 30 de agosto de 2022
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El átomo, derivado de la palabra griega que significa "lo que no se puede dividir", es la unidad fundamental de toda la materia. Está compuesto de partículas subatómicas:protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones residen en el núcleo y representan casi toda la masa del átomo, mientras que los electrones ocupan orbitales en la periferia.
Los protones son las partículas definitorias de un elemento. El número de protones (número atómico Z) identifica de forma única cada elemento. El hidrógeno tiene un protón (Z=1), el elemento más ligero, mientras que el uranio tiene 92 protones (Z=92), el elemento natural más pesado. Cada protón tiene una masa de 1,00728 unidades de masa atómica (uma) y lleva una carga de +1. Un núcleo que contiene un solo protón, como el del hidrógeno, aún se considera un átomo.
Los neutrones, casi del mismo tamaño que los protones, tienen una masa de 1,00867 uma y no llevan carga eléctrica. La cantidad de neutrones en un núcleo varía y generalmente excede el recuento de protones, especialmente en el caso de elementos más pesados. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno tiene un protón y ningún neutrones; el helio tiene dos protones y dos neutrones; el estaño tiene 50 protones y 69 neutrones; El uranio tiene 92 protones y 146 neutrones. La suma de protones y neutrones da el número de masa M. En consecuencia, el recuento de neutrones es igual a M − Z. Cambiar el número de neutrones produce isótopos:átomos del mismo elemento con diferentes números de masa, denotados como, por ejemplo, ¹⁴C para el carbono con ocho neutrones.
Los electrones son partículas minúsculas cargadas negativamente con una masa de 0,000549 uma. Orbitan el núcleo en niveles de energía discretos (orbitales s, p, d y f) en lugar de seguir trayectorias planetarias simples. En un átomo neutro, el recuento de electrones es igual al recuento de protones (Z), lo que garantiza la neutralidad general de la carga. Cuando los números difieren, el átomo se convierte en un ion y lleva una carga neta positiva o negativa.
Los átomos son extremadamente pequeños e indivisibles por medios ordinarios, análogos a las piezas de un rompecabezas. Su estructura (protones (positivos), neutrones (neutros) y electrones (negativos) determina las propiedades del elemento. Debido a que los electrones prácticamente no tienen masa en comparación con los protones y neutrones, la masa atómica es efectivamente la suma de protones y neutrones.
