Un átomo es la estructura definitoria de un elemento, que no puede romperse por ningún medio químico. UN átomo típico consiste en un núcleo de carga positiva protones y eléctricamente neutro neutrones con carga negativa electrones orbitando este núcleo. Sin embargo, un átomo puede consistir en un solo protón (es decir, el protio isótopo de hidrógeno) como núcleo. los cantidad de protones define la identidad de un átomo o su elemento.
Tamaño del átomo, masa y carga
El tamaño de un átomo depende de cuántos protones y neutrones tenga, así como de si tiene o no electrones. Un tamaño de átomo típico es de alrededor de 100 picómetros o aproximadamente una diez billonésima parte de un metro. La mayor parte del volumen es espacio vacío, con regiones en las que se pueden encontrar electrones. Los átomos pequeños tienden a ser esféricamente simétricos, pero esto no siempre es cierto para los átomos más grandes. Contrariamente a la mayoría de los diagramas de átomos, los electrones no siempre orbitan el núcleo en círculos.
Los átomos pueden variar en masa desde 1.67 x 10-27 kg (para hidrógeno) a 4.52 x 10-25 kg para núcleos radiactivos superpesados. La masa se debe casi por completo a protones y neutrones, ya que los electrones contribuyen masa insignificante a un átomo
Un átomo que tiene el mismo número de protones y electrones no tiene carga eléctrica neta. Un desequilibrio en el número de protones y electrones forma un ion atómico. Entonces, los átomos pueden ser neutros, positivos o negativos.
Descubrimiento
El concepto de que la materia podría estar hecha de pequeñas unidades ha existido desde la antigua Grecia y la India. De hecho, la palabra "átomo" fue acuñada en la antigua Grecia. Sin embargo, la existencia de átomos no fue probada hasta John Dalton's experimentos a principios de 1800. En el siglo 20, se hizo posible "ver" átomos individuales con el uso de microscopía de túnel de barrido.
Si bien se cree que los electrones se formaron en las primeras etapas de la formación del Big Bang del universo, los núcleos atómicos no se formaron hasta quizás tres minutos después de la explosión. En la actualidad, el tipo de átomo más común en el universo es el hidrógeno, aunque con el tiempo, existirán cantidades crecientes de helio y oxígeno, probablemente superando al hidrógeno en abundancia.
Antimateria y átomos exóticos
La mayor parte de la materia encontrada en el universo está hecha de átomos con protones positivos, neutrones neutros y electrones negativos. Sin embargo, existe una partícula antimateria para electrones y protones con cargas eléctricas opuestas.
Los positrones son electrones positivos, mientras que los antiprotones son protones negativos. Teóricamente átomos de antimateria podría existir o hacerse. La antimateria equivalente a un átomo de hidrógeno (antihidrógeno) se produjo en el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, en Ginebra en 1996. Si un átomo regular y un anti-átomo se encontraran, se aniquilarían entre sí, al tiempo que liberarían una energía considerable.
También son posibles los átomos exóticos, en los que un protón, neutrón o electrón se reemplaza por otra partícula. Por ejemplo, un electrón podría ser reemplazado por un muon para formar un átomo muónico. Estos tipos de átomos no se han observado en la naturaleza, pero pueden producirse en un laboratorio.
Ejemplos de átomos
- hidrógeno
- carbono-14
- zinc
- cesio
- tritio
- Cl- (una sustancia puede ser un átomo y un isótopo o ion al mismo tiempo)
Los ejemplos de sustancias que no son átomos incluyen agua (H2O) sal de mesa (NaCl) y ozono (O3). Básicamente, cualquier material con una composición que incluya más de un símbolo de elemento o que tenga un subíndice después de un símbolo del elemento es una molécula o compuesto en lugar de un átomo.