Todo en el universo, desde las galaxias lejanas que observamos a través de telescopios hasta el pan que desayunamos cada mañana, está hecho de materia. Por donde miremos nos encontraremos con una realidad material, noción que definimos como aquello que puede físicamente tocarse.
Desde la Grecia clásica los filósofos suponían la existencia de un ladrillo primero que servía de cimiento del universo, que luego se identificaría como el átomo. Este es pues una pieza fundamental de la materia. Vale la pena preguntarse entonces: ¿De qué se componen los átomos? ¿De qué están hechas estas pequeñas estructuras que en su combinación forman la realidad tal y como la conocemos?
¿Qué es un átomo?
Como ya dijimos, un átomo es la pieza básica de la cual se compone la materia ordinaria. Los átomos se unen para formar moléculas, que a su vez conforman todos los objetos que nos rodean y los que ocupan un lugar determinado en el espacio. Son muy pequeñitos, no pueden verse a simple vista, sino con equipos microscópicos especializados.
Composición de los átomos
Aun tan diminutos, los átomos no son la pieza mínima del universo, ellos a su vez están compuestos de ciertos tipos de partículas elementales. La masa de estas partículas no puede ser medida pues poseen la rara característica de que sus propiedades se afecten con los equipos de medición.
Todo átomo se compone así de neutrones, protones y electrones. Las dos primeras partículas se encuentran unidas en el núcleo, a diferencia de los electrones que están orbitando alrededor del núcleo de acuerdo a su nivel energético.
Los protones tienen carga positiva; los electrones carga negativa, y los neutrones no tienen carga eléctrica alguna. Un átomo determinado posee el mismo número de protones que de electrones. Frecuentemente, no siempre, los átomos tienen igual cantidad de neutrones que de protones.
Lo que mantiene unido al átomo es la atracción que ejerce el núcleo positivo sobre los electrones de carga negativa. Esta fuerza es la misma que hace funcionar los imanes.
Se considera que las partículas elementales que forman el átomo son combinaciones estables de partículas inestables con una carga energética alta llamadas quarks y gluons, las que no pueden ser observadas pues se combinan rápidamente para formar nuevas partículas.
Tipos de átomos
En dependencia de cuántos protones y electrones posee un átomo, así será su comportamiento. Estas diferencias conforman los distintos elementos de la tabla periódica. El más simple es el de hidrógeno, que tiene un protón y un electrón. En la medida en que el número aumenta resultan otros elementos como helio, oxígeno, cobre, hierro, oro, y así sucesivamente.
Algunos ejemplos de átomos son:
- Carbono: 6 protones, 6 neutrones, 6 electrones
- Magnesio: 12 protones, 12 neutrones, 12 electrones
- Calcio: 20 protones, 20 neutrones, 20 electrones
Acertados estaban los filósofos antiguos cuando predecían la existencia de un ladrillo que servía de cimiento en el gran edificio que es el universo. Y podemos decir sin dudas que todo lo que existe en el mundo real está formado de átomos, que a su vez resultan ser una combinación de partículas elementales con leyes propias que sólo la física cuántica poco a poco ha logrado desentrañar.
*Historia del átomo (resumida)
El conocimiento del átomo ha tenido un desarrollo muy lento, ya que la gente se limitaba a especular sobre él. Demócrito fue el primero en afirmar que la materia está compuesta por átomos, y que estos eran indivisibles. Y hay quedo la cosa hasta que Dalton, en 1803 lanzó su teoría atómica de la materia. En ella decía que todos los elementos que se conocen están constituidos por átomos. A partir de este momento la física se centra en el estudio del átomo. En 1811 Amedeo Avogadro formuló una ley que lleva su nombre “ley de abogadro”. Esta ley viene a decir que dos volúmenes iguales de diferentes gases y en las mismas condiciones tienen el mismo número de moléculas, pero no el mismo número de átomos. En 1906 J.J. Thomson, supuso que Dalton estaba equivocado, porque el átomo estaba compuesto de electrones.
A medida que la tecnología iba avanzando, el estudio del átomo se abría camino con más facilidad. En 1896 Becquerel, descubridor de la radioactividad supuso que los electrones tenían carga eléctrica. Cosa que Millikan, confirmó veinte años después. En 1911 Rutherford, lanzó la primera teoría sobre la estructura del átomo, en ella decía que los electrones giraban alrededor del núcleo como si fuera un sistema solar en miniatura. Esta teoría se mantuvo hasta 1913, fecha en la cual Bohr, lanzó una nueva teoría atómica, en ella decía que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas. Esta teoría todavía no era la definitiva, pero si la base de las teorías actuales sobre el átomo. En 1919 Rutherford descubrió que el núcleo de los átomos estaba compuesto por protones, y que estos tenían carga positiva. Y en 1932 Chadwick, descubrió el neutrón, una de las partículas fundamentales de la materia que se encuentra en el núcleo del átomo. Como ves el átomo actual, tal y como se conoce hoy, a pasado por un proceso de estudio e investigación muy largo.
Fuentes:
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ResponderEliminarMuy completa, interesante y bien presentada.
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