Átomo

Un átomo es la estructura que forma la unidad básica de cualquier elemento. Es la menor unidad de materia

EL ÁTOMO

Un átomo es la estructura que forma la unidad básica de cualquier elemento. Es la menor unidad de materia que puede intervenir en una combinación química.

Ha sido demostrado por la ciencia moderna que la materia, que constituye absolutamente todo lo que existe en el universo, está formada por moléculas (partículas más pequeñas que cualquier sustancia que conservan todas sus propiedades). Y que cada molécula, a su vez, puede subdividirse en porciones mucho más pequeñas que son los ÁTOMOS.

Clases de átomos

Existen muchas clases de átomos y formas en que éstos pueden combinarse para constituir moléculas. El resultado es la existencia de los diversos materiales que existen en todo el Universo y cada uno de ellos tiene propiedades muy particulares.

A su vez, los átomos están formados por distintas partículas: el núcleo está constituido por protones (que tienen carga positiva) y neutrones (sin carga eléctrica), por fuera y, a gran distancia, los electrones (con carga negativa) equilibran las fuerzas y mantienen unido y estable al átomo.

Aunque los electrones son unas mil veces más grandes que los protones, casi todo el peso del átomo está representado por estos últimos. Podemos apreciar esto sólo con microscopios potentes, como los electrónicos, ya que un átomo es un punto tan pequeño que miles de millones de ellos componen una cabeza de alfiler.

Nuevos conocimientos

Hacia el año 1800, el padre de la teoría atómica, John Dalton, consideraba a los átomos como diminutas bolitas indivisibles.

Pero a fines de ese siglo, 1897, Sir Joseph Thompsom descubrió al electrón y en 1911, Rutherford, mediante experimentos científicos, pudo demostrar que el átomo está vacío en su mayor parte y que su masa se concentra en un pequeño núcleo, con carga positiva, alrededor del cual se ubican los electrones cargados negativamente.

Dos años más tarde, el físico danés Niels Bohr demostró que los electrones, dispuestos en distintas capas o niveles cuánticos se superponen de forma regular y nunca superan un máximo de 7.

Isaac Newton

En cada capa hay una capacidad máxima de contención de electrones: en la primera 2, en la segunda 8, y así van conteniendo cantidades mayores. Esto no significa que necesariamente esté completo cada nivel. Esto permite, entre otras cosas, mover electrones de un nivel a otro para lograr los rayos X.

ENERGÍA IMPRESIONANTE

La masa total de un átomo, en un 99%, reside en el núcleo, por lo que la producción o liberación de energía atómica debe provenir de éste.

Existen dos procesos por los cuales pueden liberarse enormes cantidades de energía:

-La fisión nuclear

Por la que un núcleo pesado se divide en otros más livianos. Y esto puede llevar a reacciones en cadena incontroladas, como las bombas arrojadas sobre Hiroshima y Nagasaki, o controladas, como los reactores nucleares utilizados para producir energía eléctrica.

-La fusión termonuclear

Que se logra a temperaturas extremada-mente altas por la que se unen dos núcleos livianos para formar uno pesado. Esto es lo que sucede con nuestra principal fuente de luz y calor: el Sol y con otro hecho para nada benéfico: la bomba de hidrógeno.

NOS SIGUE ASOMBRANDO

En el siglo pasado se descubrieron numerosas partículas elementales nuevas y se estableció que los átomos bombardeados con partículas altamente energéticas revelaban la presencia de más de 200 partículas elementales que, a medida que fueron reconocidas, recibieron nombres tan extraños como: hadrones, hiperones, mesones, leptones, neutrinos, bosones, gravitrones, tau, muón, quark, gluones…

Es de imaginar que ante semejantes descubrimientos, los científicos nos seguirán asombrando en los próximos años con revelaciones tan sorprendentes acerca de una unidad de materia tan pequeña pero a la vez tan grande. Así, se puede hacer mucho bien o provocar verdaderos desastres. Esta diferencia la establece el hombre.

LOS ELECTRONES

En el caso del átomo de hidrógeno, hay solamente un electrón que gira alrededor del núcleo miles de millones de veces cada millonésima de segundo, lo que da forma al átomo y le hace actuar como si fuera sólido.

Se necesitarían casi 1.840 electrones para igualar la masa de un protón o un neutrón. Y estas dos últimas partículas, a su vez, son unas cien mil veces más pequeñas que el átomo en sí.

El microscopio túnel de barrido determina el perfil de una superficie a escala atómica detectando la corriente eléctrica que fluye de la superficie a la punta de una fina sonda metálica.

PARTÍCULAS AÚN MÁS DIMINUTAS

Los aceleradores de partículas, capaces de lanzar moléculas de materia unas contra otras, ofrecen actualmente a los científicos una vislumbre de lo que hay en el núcleo del átomo. De ahí que se publiquen artículos con términos extraños como “positrones”, “fotones”, “mesones”, “quarks” y “gluones”, por mencionar sólo algunos. Todas esas partículas son invisibles, aún bajo los microscopios más potentes. Pero con la ayuda de cámaras de niebla, cámaras de burbujas y contadores de centelleo, se observan rastros de su existencia.

Ahora los investigadores ven lo que antes era invisible. Al hacerlo, están comprendiendo la trascendencia de lo que a su entender son las cuatro fuerzas fundamentales: la gravedad, la atracción electromagnética, y dos fuerzas subnucleares llamadas fuerza débil (interacción débil) y fuerza fuerte (interacción fuerte).

Átomos de níquel.

Para hacerse una idea de lo vacío que está un átomo, trate de visualizar el núcleo de un átomo de hidrógeno en relación con el electrón que gira alrededor de él. Si dicho núcleo, formado por un solo protón, fuese imaginado del tamaño de una pelota de tenis, el electrón, que sería como un grano de arena, describiría su órbita a unos 3 kilómetros de distancia. Este electrón giraría a una velocidad tan increíble que su enmarañada órbita se comportaría como si fuera una capa sólida.

Aunque un átomo debido a su longitud de onda no pueda ser observado ni fotografiado a simple vista, tiene peso medible, carga eléctrica y gira como un trompo.

En la imagen superior, obtenida con el microscopio túnel de barrido, pueden verse los átomos individuales dispuestos de forma uniforme. Los colores de la imagen son falsos, creados por ordenador o computadora.