por El Átomo: la unidad básica que forma toda la materia
Unas partículas diminutas llamadas átomos son los bloques de construcción básicos de toda materia. Los átomos pueden combinarse con otros átomos para formar moléculas, pero no pueden dividirse a partes más pequeñas por métodos ordinarios.
La palabra átomo viene del griego átomos, que significa “indivisible”.
Cómo empezó todo
Alguna vez te has preguntado ¿de qué está hecho todo? Demócrito se preguntaba lo mismo.
Él era un filósofo griego que vivió en los 460 – 370 a.C. Él se preguntó cuan pequeño podría cortar un objeto hasta no poder cortarlo más. Cuando finalmente cortó un objeto a una porción tan pequeña, la llamó átomos, que significa “eso que no puede ser roto en piezas más pequeñas” Demócrito también pensó que estas pequeñas partículas estaban siempre en movimiento, unas más rápido que otras. Él supo que aún había mucho más que entender sobre los objetos que vemos día a día.
¿Qué es la materia?
Más de 2000 años después, en los 1700s, científico descubrieron que todo alrededor de nosotros estaba hecho de materia. La materia es “la cosa que hace los objetos que vemos cada día, y puede aparecer en varias formas (sólido, líquido, gas).
Toda la materia está hecha de átomos. Los átomos son los más pequeños, básicos e irrompibles bloques de construcción de materia. Primero, los científicos afirmaron que los átomos que hacen un mismo objeto son exactamente iguales entre sí, como gemelos idénticos. Sin embargo, los átomos también pueden ser combinados con otro tipo de átomos para hacer un nuevo sólido, líquido o gas. Por ejemplo, cuando ves burbujeos, algo quemándose, cambios de color, o un nuevo olor, eso es simplemente átomos reacomodándose los unos a los otros para formar una nueva sustancia.
Los Átomos alrededor de nosotros
Los átomos son bloques de construcción. Si quieres crear un lenguaje, vas a necesitar un alfabeto. Si quieres construir moléculas, necesitarás átomos de diferentes elementos. Los elementos son el alfabeto en el lenguaje de las moléculas. Cada elemento es un poco diferente al resto.
¿Por qué estamos hablando de elementos cuando esta es la sección de átomos? Los átomos son el término general usado para describir pedazos de materia. Tienes billones de billones de átomos en tu cuerpo. Sin embargo, puede que encuentres solo unos 40 elementos. Encontrarás billones de átomos de hidrogeno (H), billones de átomos de oxigeno (O), y muchos otros. Todos los átomos están hechos de las mismas piezas básicas, pero están organizados de maneras diferentes para hacer elementos únicos.
Elementos comunes
Trabajemos con esa idea por un momento. Si lees un libro, encontrarás palabras en cada página. Letras forman esa palabra. En el español, tenemos 27 letras, pero podemos hacer miles de palabras. En química, estás trabajando con casi 120 elementos. Cuando los combinas, puedes crear millones de diferentes moléculas.
Las moléculas son grupos de átomos enlazados de la misma manera en que las palabras son grupos de letras. Una A siempre será una A sin importar en que palabra esté. Un átomo de sodio (Na) siempre será un átomo de sodio sin importar en que compuesto esté. Mientras los átomos tienen diferentes masas y organización para cada elemento, están hechos de las mismas partes. Electrones, protones y los neutrones hacen que el universo sea como es.
¿Qué hace a cada elemento único?
A cada átomo le gustaría tener una configuración de electrones como un gas noble. En los gases nobles la capa exterior de electrones es completa. Esto hace al elemento químicamente inerte. El Helio es un ejemplo de gas noble (inerte). Y no está presente en organismos porque no es químicamente reactivo.
De lo simple a lo complejo
Si quieres pensar un poco más, imagina las partículas más pequeñas de materia. Partículas subatómicas súper diminutas son usadas para crear las partes de los átomos. Protones, neutrones y electrones pueden entonces organizar los átomos. Los átomos son usados para crear las moléculas alrededor de nosotros. Como hemos aprendido, hay más de 120 elementos que pueden ser encontrados en las moléculas que conocemos. Partículas más pequeñas pueden trabajar juntas y crear macromoléculas. Y sigue. Todo lo que ves o imaginas está construido por algo más. Puedes comenzar por lo más pequeño.
- Partículas de materia
- Átomos
- Moléculas
- Macromoléculas
- Organelas
- Células
- Tejidos
- Órganos
- Sistemas
- Organismos
- Poblaciones
- Ecosistemas
- Biomas
- Planetas
- Sistemas con estrellas
- Galaxias
- El Universo
…y finalizas muy grande.
Estructura del átomo
Y el centro del átomo es el núcleo. El núcleo está hecho de los protones y neutrones. Los electrones giran en órbita alrededor del exterior del núcleo.
El Protón
El protón es una partícula de carga positiva que es localizada en el centro del átomo en el núcleo. El átomo de hidrogeno es único debido a que solo tiene un protón y ningún neutrón en su núcleo.
El Electrón
El electrón es una partícula de carga negativa que gira alrededor del exterior del núcleo. Los electrones giran tan rápido alrededor del núcleo, que los científicos nunca pueden estar 100% seguros de donde están localizados, pero pueden realizar estimados de donde debería estar. Si en un átomo se encuentran la misma cantidad de electrones y protones, entonces el átomo tiene una carga neutral. Los electrones son atraídos a los núcleos por la carga positiva de los protones. Los electrones son mucho más pequeños que los neutrones y protones. Unas 1800 veces más pequeños.
El Neutrón
El neutrón no tiene carga. El nombre de neutrones afecta la masa y la radioactividad de un átomo.
Otras partículas aún más pequeñas
Quark – El quark es una partícula realmente pequeña que compone los neutrones y protones. Los quarks son casi imposibles de detectar y solo recientemente los científicos descubrieron que existen. Fueron descubiertos in 1964 por Murray Gell-Mann. Hay 6 tipos de quarks: arriba, abajo, cima, fondo, encanto, y extraño.
Neutrino – Los neutrinos están formados por reacciones nucleares. Son como electrones sin carga y están usualmente viajando a la velocidad de la luz. Trillones y trillones de neutrinos son emitidos por el sol cada segundo. Los neutrinos pasan a través de la mayoría de los sólidos ¡incluso a través de humanos!
La Bomba Atómica
En una explosión nuclear, el núcleo del átomo (centro) es dividido. Los neutrones son liberados y golpean otros núcleos, creando una reacción en cada. El resultado es una enorme descarga de energía en una explosión de calor, luz, y radiación.
¿Cómo se dividen los átomos?
Protones y neutrones se mantienen juntos en el núcleo en el centro del átomo por una fuerza muy fuera. Pero esta fuerza puede ser superada al golpear el núcleo con un neutrón, un protón o cualquier otra partícula. El núcleo puede dividirse y formar nuevos átomos. Los átomos son divididos de manera dentro de los reactores nucleares y durante explosiones nucleares.
¿Qué mantiene a los átomos unidos?
Los electrones llevan una carga negativa y los protones una carga positiva. La atracción entre los dos mantiene a los electrones orbitando. Cuando los átomos se unen, comparten electrones en sus capas exteriores para formar lazos químicos.
Este esel modelo de un átomo de carbono. El núcleo de un átomo de carbono contiene seis neutrones, seis protones. Seis electrones orbitan el núcleo en dos capas.
Datos curiosos sobre los átomos
- En la antigua Grecia un nombre llamado Demócrito descubrió que todas las cosas en el universo estaban hechas de partículas diminutas que no pueden ser cortadas más. Él llamó a estas partículas “átomos”, que en griego significa “indivisible”.
- Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento aun teniendo las mismas propiedades químicas del elemento.
- Las partículas que son más pequeñas que el átomo son llamadas partículas subatómicas.
- En el centro de el átomo está el núcleo, está hecho de estas partículas subatómicas llamadas protones y neutrones. Orbitando a velocidades increíbles se encuentran los electrones.
- Los electrones son extremadamente pequeños. Podrías meter 2000 de ellos en un protón.
- Combinar estos átomos en maneras distintas podemos crear cualquier cosa en el universo.
- Aunque los protones y neutrones conformen el núcleo, la mayoría del núcleo es un espacio vacío.
- El átomo más abundante es el hidrogeno. Casi 74% de los átomos de las vía láctea son átomos de hidrogeno.
- Cuando los átomos se combinan forman moléculas.
- Tienes alrededor de 7 billones de billones de billones de átomos en tu cuerpo y reemplazas el 98% de ellos al año.
- Los átomos se mueven más rápido en forma de gas (mientras son libres de moverse) que en la forma líquida o sólida. En materiales sólidos, los átomos están tan cerca entre sí que vibran, pero no son capaces de moverse (no hay espacio) como lo hacen los átomos de agua.
