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Educándose En Línea

Átomos Definición y Concepto

Que es un átomo
Los átomos son los componentes básicos de la materia ordinaria. Los átomos pueden unirse para formar moléculas, que a su vez forman la mayoría de los objetos a su alrededor.

Los átomos están compuestos de partículas llamadas protones, electrones y neutrones. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones no tienen ninguna carga eléctrica.

Los protones y los neutrones se agrupan en la parte central del átomo, llamado núcleo, y los electrones ‘orbitan’ el núcleo. Un átomo particular tendrá el mismo número de protones y electrones y la mayoría de los átomos tienen al menos tantos neutrones como protones.

Los protones y los neutrones están compuestos de otras partículas llamadas quarks y gluones. Los protones contienen dos quarks ‘arriba’ y un quark ‘abajo’ mientras que los neutrones contienen un quark ‘arriba’ y dos quarks ‘abajo’. Los gluones son responsables de unir los quarks entre sí.

¿Qué es un átomo?

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Un átomo es una pieza fundamental de la materia. (La materia es cualquier cosa que pueda tocarse físicamente). Todo en el universo (excepto la energía) está hecho de materia y, por lo tanto, todo en el universo está hecho de átomos.

Un átomo en sí está compuesto por tres pequeños tipos de partículas llamadas partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Los protones y los neutrones forman el centro del átomo llamado núcleo y los electrones vuelan sobre el núcleo en una pequeña nube.

Los electrones llevan una carga negativa y los protones llevan una carga positiva. En un átomo normal (neutro), el número de protones y el número de electrones son iguales. A menudo, pero no siempre, la cantidad de neutrones también es la misma.

Átomos definición

tomo 2 500x375 - Átomos Definición y  Concepto

Los átomos son las unidades básicas de la materia y la estructura definitoria de los elementos. Los átomos se componen de tres partículas: protones, neutrones y electrones.

Los protones y los neutrones son más pesados ​​que los electrones y residen en el centro del átomo, que se llama núcleo. Los electrones son extremadamente ligeros y existen en una nube que orbita el núcleo. La nube de electrones tiene un radio 10.000 veces mayor que el núcleo.

Los protones y los neutrones tienen aproximadamente la misma masa. Sin embargo, un protón pesa más de 1.800 electrones. Los átomos siempre tienen un número igual de protones y electrones, y el número de protones y neutrones suele ser el mismo. Añadir un protón a un átomo hace un nuevo elemento, mientras que añadir un neutrón hace un isótopo, o versión más pesada, de ese átomo.

Características de los átomos

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Orbital model of atom

Las características son las siguientes:

  1. Es microscópico.
  2. Contiene tres partículas subatómicas, a saber: electrones, protones y neutrones.
  3. Es la unidad más pequeña de cualquier sustancia (excepto los cuerpos vivos, ya que la unidad más pequeña es la célula).
  4. Cuando se ve desde el microscopio, los átomos parecen ser borrosos, esferas.
  5. Forman iones (al perder o ganar electrones) y moléculas (al combinarse consigo mismo u otros átomos).

Los átomos son la fracción más pequeña de un elemento que puede existir, y aún muestran las características del elemento. Los átomos mismos están compuestos esencialmente de electrones (1 carga negativa), protones (1 carga positiva) y neutrones (sin carga).

De manera simplista, podemos visualizar los átomos como un núcleo con protones y neutrones que está rodeado de electrones para equilibrar la carga. Los átomos de diferentes elementos se distinguen por la cantidad de protones en el núcleo.

El hidrógeno tiene el átomo más simple (y más ligero) con solo un protón y un electrón, y luego la complejidad aumenta gradualmente hasta llegar al uranio con 92 protones, 146 neutrones y 92 electrones.

Átomos y moléculas

Tipos de biomoléculas 500x333 - Átomos Definición y  Concepto

Los átomos pueden unirse en grupos y formar una molécula. Si la molécula contiene átomos de diferentes tipos unidos, lo llamamos compuesto. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno unidos crean el agua compuesta. La vinculación es vital para la vida; no estarías leyendo esta lección sin ella.

Las mezclas son lo que obtienes cuando combinas varios compuestos. No hay enlaces ni reacciones químicas involucradas en la creación de una mezcla. Por ejemplo, si toma agua y la mezcla con un paquete de aromatizantes, obtendrá una bebida refrescante. Pero, las moléculas están realmente solo entremezcladas entre sí; No se ha establecido ninguna unión.

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Moléculas, compuestos y mezclas

Los átomos pueden unirse en grupos y formar una molécula. Si la molécula contiene átomos de diferentes tipos unidos entre sí, lo llamamos un compuesto. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno unidos entre sí crea el agua compuesta. La vinculación es vital para la vida; Usted no estaría leyendo esta lección sin ella.

Las mezclas son lo que se obtiene cuando se combinan varios compuestos. Ninguna unión o reacciones químicas están involucradas en la creación de una mezcla. Por ejemplo, si usted toma el agua y la mezcla con un paquete de sabor, usted consigue una bebida de restauración. Pero, las moléculas son realmente intercaladas entre sí; No se ha producido ninguna vinculación. Que son las moléculas?

El átomo de carbono

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El carbono se encuentra en muchos compuestos diferentes. Está en la comida que comes, la ropa que usas, los cosméticos que usas y la gasolina que alimenta tu coche. El carbono es el sexto elemento más abundante en el universo. Además, el carbono es un elemento muy especial porque desempeña un papel dominante en la química de la vida. Carbono, descubierto en la prehistoria y conocido por los antiguos, que lo fabricaba quemando materia orgánica haciendo carbón.

Hay cuatro alótopos conocidos de cabon: amorfo, grafito, diamante y fullereno. Se encontró recientemente un nuevo (quinto) alótropo de carbono. Es un sólido esponjoso que es extremadamente ligero y, inusualmente, atraído por imanes.

Propiedades físicas del átomo de carbono

Número atómico 6
masa atómica media: 12.011
Punto de fusión: 3823 K (3550 ° C o 6422 ° F)
Punto de ebullición: 4098 K (3825 ° C o 6917 ° F)
Densidad: 2.267g / cu.cm.
Velocidad del sonido [/ m s-1]: 18350
Escala de dureza Mohs: 0,5
Isómeros estables (2)

Estructura atómica

El átomo de carbono tiene seis electrones, cuatro de los electrones están en su concha de valencia (outershell). Los círculos en el diagrama muestran niveles de energía – que representan distancias cada vez mayores desde el núcleo.

carbon atom c12 - Átomos Definición y  Concepto Este diagrama es, sin embargo, una simplificación y puede ser engañoso. Da la impresión de que los electrones circundan el núcleo en órbitas como planetas alrededor del sol. En realidad, no es posible saber exactamente dónde se encuentran los electrones (ver más abajo)
Una mejor manera de ver el átomo de carbono es usando un gráfico de nivel de energía mostrado a la derecha. Aquí vemos que el carbono tiene seis electrones representados por flechas (la dirección de la flecha representa el electrón). Dos electrones se encuentran en el orbital 1s cerca del núcleo. Los dos siguientes entrarán en el orbital 2s. Los restantes estarán en dos orbitales 2p separados. Esto se debe a que los p orbitales tienen la misma energía y los electrones preferirían estar en orbitales separados. c energy - Átomos Definición y  Concepto


La ubicación real de los electrones en un átomo de carbono no se puede determinar con certeza y los electrones parecen ser “manchado” en los orbitales, como se muestra a continuación. Estas imágenes fueron creadas usando el applet java –Atomic y Orbitales Moleculares del MIT. 

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2s
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Estos diferentes tipos de átomos de carbono se llaman isótopos. El hecho de que tengan un número variable de neutrones no hace ninguna diferencia en las reacciones químicas del átomo de carbono.

Usos del carbono

  • El grafito combinado con las arcillas forman el “plomo” usado en los lápices.
  • El diamante se utiliza para fines decorativos, y también como brocas.
  • El carbono agregado al hierro produce acero.
  • El carbón se utiliza para las barras de control en los reactores nucleares.
  • El carbón del grafito en una forma pulverizada, apelmazada se utiliza como carbón de leña para cocinar, ilustraciones y otros usos.
  • Pastillas de carbón se utilizan en medicina en forma de píldora o en polvo para adsorber toxinas o venenos del sistema digestivo.

Concepto de los átomos

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Los átomos son los bloques de construcción básicos a partir de los cuales se construye todo lo que nos rodea. Esto incluye la computadora que tienes delante, el piso debajo de ti, el aire que respiras y las estrellas que ves por la noche. Todos ellos están formados por átomos. Pero, ¿qué son exactamente los átomos?

Los átomos están formados por tres tipos de partículas diminutas. Los protones (o partículas cargadas positivamente) y los neutrones (o partículas que no contienen carga) se encuentran en el núcleo de un átomo.

Los electrones (o partículas cargadas negativamente) se encuentran fuera del núcleo. Hay 118 elementos, o sustancias compuestas de un solo tipo de átomo, en la tabla periódica, incluidos hidrógeno, carbono, plomo, oro, litio, oxígeno y más.

Lo que hace que cada elemento sea diferente es la cantidad de protones cargados positivamente en el núcleo del átomo. Típicamente, estos elementos tienen el mismo número de electrones cargados negativamente que orbitan alrededor del exterior del núcleo.

Los iones son átomos que han perdido o ganado electrones. El número de neutrones varía y es necesario para mantener un átomo estable.

Como esta formado un átomo

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La visión actual es que los átomos están formados por protones y neutrones (que a su vez están formados por quarks y gluones ) y electrones.

Los protones y neutrones están en el núcleo central llamado núcleo, Y los electrones giran a su alrededor, siendo mantenidos en órbita por la fuerza electromagnética entre los electrones cargados negativamente y los protones cargados positivamente en el núcleo central.

Es muy similar al sistema solar con el sol en el centro y los planetas girando alrededor de él. Fueron formados justo después del “Big Bang” cuando nuestro universo conocido se originó de la energía pura hace algunos miles de millones de años.

La energía se convirtió en partículas elementales (quarks, gluones, leptones, etc…) a partir de las cuales se formaron protones y neutrones. De éstos, se produjeron.

Estructura de un átomo

electrons move around an atom in paths - Átomos Definición y  Concepto

Partes del Átomo

Un átomo consta de tres partes: protones, neutrones, electrones.

Los protones y los neutrones están en el centro de un átomo, que se llama el núcleo. Es muy pequeño si lo comparas con el átomo entero y tiene casi toda la masa de un átomo.

 Si un átomo tuviera un diámetro de unos 6 km, el núcleo sería tan grande como una pelota de tenis. El resto del átomo fuera del núcleo está casi vacío.

Los electrones vuelan alrededor en un átomo muy, muy rápidamente. Tienen casi ninguna masa y viajan alrededor del núcleo millones de veces cada segundo.

Las partes de un átomo tienen cargas eléctricas. Cada protón lleva una carga eléctrica positiva y cada electrón tiene una carga eléctrica negativa. Los neutrones no tienen carga. En la mayoría de los casos, un átomo tiene el mismo número de protones y electrones. Es eléctricamente neutro.

La energía del núcleo mantiene al electrón dentro del átomo, al igual que la Tierra mantiene la luna en su órbita. Pero los electrones tienen energía ellos mismos. Quieren romper con el núcleo. Si un electrón tiene mucha energía se mueve más lejos del núcleo.

Los electrones se mueven alrededor del núcleo en hasta siete trayectorias redondas, llamadas shelles. La primera cáscara es la más cercana al núcleo. Puede contener dos electrones.

La segunda capa puede contener 8, el tercer 18 y el cuarto 32 electrones. En la mayoría de los átomos, las capas exteriores nunca están completamente llenas de electrones. Los electrones internos viajan más rápido, los externos son los más lentos.

El núcleo fue descubierto en 1911, pero sus partes no fueron identificadas hasta 1932. Virtualmente toda la masa del átomo reside en el núcleo. El núcleo se mantiene unido por la “fuerza fuerte”, una de las cuatro fuerzas básicas en la naturaleza. 

Esta fuerza entre los protones y los neutrones supera la fuerza eléctrica repulsiva que, de acuerdo con las reglas de la electricidad, empuja los protones aparte de lo contrario. Que es el núcleo?

Los protones son partículas positivamente cargadas que se encuentran dentro de los núcleos atómicos. Ellos fueron descubiertos por Ernest Rutherford en experimentos llevados a cabo entre 1911 y 1919.

El número de protones en un átomo define qué elemento es. Por ejemplo, los átomos de carbono tienen seis protones, los átomos de hidrógeno tienen uno y los átomos de oxígeno tienen ocho.

 El número de protones en un átomo se conoce como el número atómico de ese elemento. El número de protones en un átomo también determina el comportamiento químico del elemento. La Tabla Periódica de los Elementos organiza elementos en orden creciente de número atómico.

Los protones están hechos de otras partículas llamadas quarks. Hay tres quarks en cada protón – dos quarks “up” y uno quark “down” – y están unidos por otras partículas llamadas gluons.

Los electrones tienen una carga negativa y son atraídos eléctricamente a los protones cargados positivamente. Los electrones rodean el núcleo atómico en los caminos llamados orbitales. Los orbitales internos que rodean al átomo son esféricos, pero los orbitales externos son mucho más complicados.

La configuración electrónica de un átomo es la descripción orbital de las ubicaciones de los electrones en un átomo no excitado. Usando la configuración electrónica y los principios de la física, los químicos pueden predecir las propiedades de un átomo, tales como la estabilidad, el punto de ebullición y la conductividad.

Normalmente, sólo las capas de electrones más externas importan en química. La notación interna de la cáscara del electrón se trunca a menudo substituyendo la descripción orbital larga-mano con el símbolo para un gas noble entre paréntesis. Este método de notación simplifica enormemente la descripción de las moléculas grandes.

Por ejemplo, la configuración electrónica para berilio (Be) es 1s 2 2s 2, pero está escrito [He] 2s 2. [He] es equivalente a todos los orbitales de electrones en un átomo de helio. Las letras, s, p, d y f designan la forma de los orbitales y el superíndice da el número de electrones en ese orbital.

Los neutrones son partículas no cargadas que se encuentran dentro de los núcleos atómicos. La masa de un neutrón es ligeramente mayor que la de un protón. Al igual que los protones, los neutrones también están hechos de quarks – un “up” quark y dos “down” quarks. Los neutrones fueron descubiertos por James Chadwick en 1932.

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isotopo de ese elemento.

El número de neutrones en un núcleo determina el isótopo de ese elemento. Por ejemplo, el hidrógeno tiene tres isótopos conocidos: el protium, el deuterio y el tritio. 

Protium, simbolizado como 1 H, es hidrógeno ordinario; Tiene un protón y un electrón y no neutrones. El deuterio (D o 2 H) tiene un protón, un electrón y un neutrón. El tritio (T o 3 H) tiene un protón, un electrón y dos neutrones.

Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico pero diferentes números de masa. Tienen el mismo número de protones pero diferentes números de neutrones.

El número de neutrones en un átomo puede variar dentro de pequeños límites. Por ejemplo, hay tres clases de átomos de carbono 12C, 13C y 14C. Todos tienen el mismo número de protones, pero el número de neutrones varía.

Protones Neutrones numero de masa
Carbono 12 6 6 12
Carbono 13 6 7 13
Carbono 14 6 8 14

Estos diferentes tipos de átomos de carbono se llaman isótopos. El hecho de que tengan un número variable de neutrones no hace ninguna diferencia en las reacciones químicas del átomo de carbono.

Modelo de Bohr

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Modelo de bohr

Bohr modelo atómico, descripción de la estructura de los átomos, especialmente la del hidrógeno, propuesta (1913) por el físico danés Niels Bohr. El modelo de Bohr del átomo, un alejamiento radical de las descripciones clásicas anteriores, fue el primero que incorporó la teoría cuántica y fue el predecesor de los modelostotalmente mecánicos cuánticos.

El modelo de Bohr y todos sus sucesores describen las propiedades de los electrones atómicosen términos de un conjunto de valores permitidos (posibles). Los átomos absorben o emiten radiación sólo cuando los electrones saltan abruptamente entre estados permitidos o estacionarios.

La evidencia experimental directa de la existencia de tales estados discretos fue obtenida (1914) por los físicos alemanes James Franck y Gustav Hertz.

Inmediatamente antes de 1913, se pensaba que un átomo estaba formado por un núcleo pesado cargado positivamente, llamado núcleo, rodeado de luz, electrones negativos planetarios que giraban en órbitas circulares de radios arbitrarios.

Bohr enmendó esa visión del movimiento de los electrones planetarios para alinear el modelo con los patrones regulares (series espectrales) de la luz emitida por el real Átomos de hidrógeno.

Al limitar los electrones en órbita a una serie de órbitas circulares con radios discretos, Bohr podría explicar la serie de longitudes de onda discretas en el espectro de emisión de hidrógeno.

La luz, propuso, irradiaba a partir de átomos de hidrógeno sólo cuando un electrón hacía una transición de una órbita externa a otra más cercana al núcleo. La energía perdida por el electrón en la transición abrupta es precisamente la misma que la energía del quantum de la luz emitida.

Los avance científicos y el átomo

En química y física, un átomo es la partícula más pequeña de un elemento químico que conserva sus propiedades químicas.

Un átomo consiste en un núcleo denso de protones cargados positivamente y neutrones eléctricamente neutros, rodeado por una nube de electrones mucho más grande que consiste en electrones cargados negativamente.

Un átomo es eléctricamente neutro si tiene el mismo número de protones que electrones.

El número de protones en un átomo define el elemento químico al que pertenece, mientras que el número de neutrones determina el isótopo del elemento.

Los primeros núcleos, incluida la mayor parte del helio y todo el deuterio en el universo, se crearon teóricamente durante la nucleosíntesis del big bang, aproximadamente 3 minutos después del big bang.

Los primeros átomos se crearon teóricamente 380,000 años después del Big Bang, una época llamada recombinación, cuando el universo se enfrió para permitir que los electrones se unieran a los núcleos.

Desde entonces, los átomos se han combinado en estrellas a través del proceso de fusión nuclear para generar átomos hasta el hierro.

Un cabello humano tiene aproximadamente 1 millón de átomos de carbono de ancho.

Historia del átomo

Nuestra comprensión del mundo físico ha crecido a un ritmo increíble en los últimos 200 años. La clave de los avances realizados en química ha sido nuestro creciente conocimiento sobre los átomos.

En esta unidad veremos algunos de los primeros descubrimientos históricos que nos ayudaron a construir un ‘modelo de trabajo’ útil del átomo.

La unidad de Evidencia para Partículas mostró cómo los antiguos griegos tenían ideas sobre partículas y átomos. Pero no fue sino hasta principios del siglo XIX que una teoría de los átomos se vinculó con una fuerte evidencia experimental. Fue entonces cuando un científico inglés llamado John Dalton presentó sus ideas sobre los átomos.

A partir de sus experimentos y observaciones, sugirió que los átomos eran como bolas pequeñas y duras. Cada producto químicoEl elemento tenía sus propios átomos que diferían de los demás en masa.

Dalton creía que los átomos eran los bloques de construcción fundamentales de la naturaleza y no podían dividirse. En las reacciones químicas, los átomos se reorganizarían y se combinarían con otros átomos de nuevas maneras.

En muchos sentidos, las ideas de Dalton siguen siendo útiles hoy. Por ejemplo, nos ayudan a comprender elementos, compuestos y moléculas. (Consulte la unidad Taquigrafía química )

Energía Atómica

La energía que se libera a través de una reacción nuclear o un proceso de desintegración radiactiva. De particular interés es el proceso conocido como fisión, que se produce en un reactor nuclear y produce energía normalmente en forma de calor.

En una planta de energía nuclear, este calor se utiliza para hervir el agua con el fin de producir vapor que se puede utilizar para impulsar grandes turbinas. Esto, a su vez, activa generadores para producir energía eléctrica. La energía atómica se llama más correctamente energía nuclear. Que es la energía atómica?

Atomismo

En filosofía natural, el atomismo es la teoría de que todos los objetos en el universo están compuestos de bloques de construcción muy pequeños, invisibles e indestructibles: átomos. La palabra atomismo deriva de la antigua palabra griega atomos, que significa “aquello que no se puede cortar en pedazos más pequeños”.

El atomismo tradicional se usa en dos dominios distintos: los átomos de la ciencia física y el de la filosofía. El atomismo se asocia tradicionalmente con este último, donde los filósofos han argumentado que los componentes básicos de la realidad, y que constituyen absolutamente todo lo que existe, son objetos increíblemente pequeños que no tienen partes físicas, no se pueden dividir, dividir o cortar, y que son de tamaño puntual (sin tamaño) o tienen un tamaño pequeño.

Los que tienen un tamaño pequeño se llaman átomos Democriteanos. Este fue el caso de las teorías griegas del atomismo. Los budistas indios, como Dharmakirti y otros, también contribuyeron a teorías bien desarrolladas del atomismo que involucran átomos momentáneos (instantáneos) que brillan dentro y fuera de la existencia.

El atomismo se hizo inmensamente popular a principios del siglo XIX, cuando científicos como Dalton postularon que todas las sustancias estaban compuestas por unos pocos elementos que consisten en átomos indivisibles. Sin embargo, en el siglo XX, se descubrió que estos “átomos” no cortables estaban compuestos de entidades aún más pequeñas: electrones, neutrones y protones.

Otros experimentos mostraron que los protones y los neutrones están hechos de quarks aún más fundamentales. La tendencia de la evidencia empírica de partículas subatómicas cada vez más pequeñas plantea la cuestión de que la materia es infinitamente divisible.

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El átomo es el componente básico de toda la materia en el universo. Los átomos son extremadamente pequeños y están formados por unas pocas partículas aún más pequeñas. Las partículas básicas que forman un átomo son electrones, protones y neutrones. Los átomos se unen con otros átomos para formar la materia.
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