Química Definición de átomo

Del latín atŏmum, un átomo es la cantidad menor de un elemento químico que tiene existencia propia y que está considerada como indivisible. El átomo está formado por un núcleo con protones y neutrones y por varios electrones orbitales, cuyo número varía según el elemento químico.

No obstante, además de los elementos que lo componen, es importante subrayar que todo átomo cuenta con una serie de propiedades que son fundamentales tener en cuenta a la hora de trabajar con él. En este caso, nos encontramos con el hecho de que las mismas son el tamaño, la masa, las interacciones eléctricas que se establecen entre electrones y protones o los niveles de energía.

El átomo también es denominado como la partícula fundamental, gracias a su característica de no poder ser dividido mediante procesos químicos. A partir de los siglos XVI y XVII, con el desarrollo de la química, la teoría atómica comenzó a avanzar con certezas que, hasta entonces, eran imposibles de obtener.

Los químicos lograron descubrir que cualquier líquido, gas o sólido podía descomponerse en distintos elementos o constituyentes últimos (por ejemplo, cada molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno: H2O). John Dalton fue quien demostró que los átomos se unían entre sí de acuerdo a ciertas proporciones definidas.

Sin embargo, también han existido otros autores que, de manera profunda e intensa, han dejado su huella en el estudio y análisis de los átomos. Este sería el caso, por ejemplo, del científico británico Joseph John Thomson. Este pasó a la historia no sólo como el inventor del espectrómetro de masa sino también como el descubridor de dos elementos fundamentales: los isótopos y el electrón.

El físico neozelandés Ernest Rutherford, el danés Niels Bohr o el francés Louis-Victor de Broglie son otros de los científicos que, a lo largo de la historia, han desarrollado sus propias teorías y modelos atómicos con más o menor acierto y aceptación por parte de la comunidad científica. En este caso es importante subrayar el papel del último físico citado ya que en el año 1929 obtuvo el Premio Nobel por haber conseguido descubrir la naturaleza ondulatoria de lo que es el electrón.

Decíamos al comienzo de esta definición que el núcleo atómico está compuesto por protones y neutrones. Los protones tienen una carga energética positiva, mientras que los neutrones no presentan carga. La diferencia entre los distintos elementos químicos está dada por la cantidad de protones y neutrones de sus átomos. Por otra parte, la cantidad de protones que contiene el núcleo de un átomo recibe el nombre de número atómico.

La tabla periódica de los elementos es una organización que permite distribuir los distintos elementos químicos de acuerdo a ciertas características y criterios. El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, que tiene un único protón. Por eso aparece en el primer lugar de la tabla. El hidrógeno es seguido por el helio, que presenta dos protones y dos neutrones.

Además de todo lo expuesto no podemos pasar por alto la existencia de una expresión coloquial que utiliza el término que nos ocupa. Se trata de la expresión “en un átomo” que viene a ejercer como sinónimo de “en la cosa más pequeña”.

ESTRUCTURA DEL ÁTOMO El átomo está formado por un núcleo, que contiene neutrones y protones, el que a su vez esta rodeado por electrones. La carga eléctrica de un átomo es nula. Número atómico es el número de electrones o protones de un átomo. Masa atómica (peso atómico) M, es la masa de una cantidad de átomos igual al número de Avogadro, NA=6.023 x 1023 mol-1 ( el cual es el número de átomos o moléculas en un mol o molécula gramo), la cual se expresa en unidades de g/mol.

Una unidad alterna es la unidad de masa atómica uma, que es la masa de un átomo tomando como referencia a la del isótopo natural de carbono más ligero C12. Por ejemplo un mol de hierro contiene átomos y tiene una masa de 55.847 g, es decir 55.847 uma.

ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ÁTOMO Cada electrón de un átomo posee una energía en particular; en un átomo no existen más de dos electrones con una misma energía. Números Cuánticos: denotan el nivel de energía al cual corresponde cada electrón.

Se han definido cuatro números cuánticos, que son: Número cuántico principal n. Se refiere a la capa cuántica a la cual pertenece el electrón. Se le asignan valores enteros 1, 2, 3, 4,…, pero también se le asignan letras: si n = 1 se le llama K, n =2 es L y así sucesivamente. 2) Número cuántico acimutal l. Este número cuántico denota el momento angular del electrón, tomando los siguientes valores: si n = 1→ l = 0, si n = 2→ l = 0 y 1, mientras que si n = 4→ l =0, 1, 2, 3.

3) Número cuántico magnético m. Este número cuántico determina las posibles orientaciones cuantizadas espaciales del momento angular orbital y pueden considerarse como un desdoblamiento de cada subcapa en niveles más finos, que difieren ligeramente entre sí en energía. Los valores de este número están determinados por los valores de l, y oscilan desde -l→0 →+l, es decir, un total de (2l+1) valores de m por cada uno de l.

4) Número cuántico de spin s. Se refiere a la rotación que puede tener un electrón alrededor de su propio eje. Tal spin contribuirá al momento angular del electrón y modificará así las relaciones de energía. Este número tiene solamente dos valores s = +1/2 o s = -1/2, dependiendo de si el electrón gira sobre sí mismo en una u otra dirección.