¿Qué hay dentro de un átomo?
Un átomo está formado por tres tipos de partículas aún más diminutas: protones, neutrones y electrones. Los protones y los neutrones se agrupan en un centro pequeño y pesado llamado núcleo, y los electrones se mueven a su alrededor. Los protones son positivos, los electrones son negativos y los neutrones no tienen carga.
Más diminuto que lo diminuto
Los átomos son increíblemente pequeños. Unos pocos millones de átomos alineados uno junto a otro apenas abarcarían el punto final de esta oración.
La palabra átomo viene de la palabra griega atomos, que significa «indivisible». Durante mucho tiempo se pensó que los átomos eran lo más pequeño que podía existir. Entonces, a partir de 1897, los científicos descubrieron que los átomos están formados por partes aún más pequeñas.
El núcleo: protones y neutrones
En el centro de todo átomo está el núcleo. Contiene dos tipos de partículas: los protones, que tienen carga positiva, y los neutrones, que no tienen carga alguna.
El núcleo es diminuto comparado con el átomo entero. Si un átomo fuera tan grande como un estadio deportivo, su núcleo tendría más o menos el tamaño de un guisante en el centro. Sin embargo, el núcleo concentra más del 99,9 % de la masa del átomo, porque los protones y los neutrones son mucho más pesados que los electrones.
Las cargas iguales se repelen, así que los protones de un núcleo se empujan entre sí. Una fuerza muy intensa que actúa solo a distancias minúsculas mantiene unidos a los protones y los neutrones de todas formas.
Los electrones: en el exterior
Los electrones son mucho más ligeros que los protones. Hacen falta unos 1836 electrones para igualar la masa de un solo protón. Cada electrón tiene carga negativa.
Las cargas opuestas se atraen, así que el núcleo positivo tira de los electrones negativos. Esa atracción mantiene a los electrones cerca del núcleo.
Los electrones se organizan en capas llamadas niveles o capas electrónicas. La primera capa admite hasta 2 electrones y la segunda hasta 8. Los diagramas suelen dibujar los electrones como puntos sobre circunferencias, pero los electrones reales no siguen trayectorias nítidas como los planetas. Se distribuyen en una nube difusa, y cada capa es en realidad un nivel de energía.
Cargas y masas de un vistazo
Un protón tiene carga +1 y una masa de aproximadamente 1 unidad de masa atómica (u), una unidad muy pequeña creada para pesar átomos.
Un neutrón no tiene carga (0) y su masa es de aproximadamente 1 u, casi exactamente la misma que la de un protón.
Un electrón tiene carga −1 y una masa de solo unos 0,0005 u. Es tan pequeña que a menudo se considera cero.
Por qué los átomos no tienen carga total
En un átomo, el número de electrones es igual al número de protones. Las cargas positivas y negativas se anulan, así que el átomo en conjunto es neutro.
Un átomo de carbono es un buen ejemplo. Tiene 6 protones y 6 electrones, así que sus cargas se equilibran. La mayoría de los átomos de carbono tienen además 6 neutrones. Los 6 electrones se distribuyen en dos capas: 2 en la primera y 4 en la segunda.
Las reacciones químicas normales nunca modifican el núcleo. Los átomos solo ganan, pierden o comparten electrones. Un átomo que gana o pierde electrones se convierte en una partícula cargada llamada ion. Un átomo de sodio que pierde un electrón se convierte en Na⁺, y un átomo de cloro que gana uno se convierte en Cl⁻.
Puntos clave
- Los átomos están formados por tres tipos de partículas: protones, neutrones y electrones.
- Los protones (+1) y los neutrones (0) están en el núcleo, que contiene casi toda la masa del átomo.
- Los electrones (−1) son muy ligeros y se mueven alrededor del núcleo en capas.
- Un átomo neutro tiene el mismo número de electrones que de protones, por lo que sus cargas se anulan.
- Las reacciones químicas solo mueven electrones; un átomo que gana o pierde electrones se convierte en un ion.
Ponte a prueba
Tres preguntas rápidas sobre esta lección.
1. ¿Qué partícula no tiene carga eléctrica?
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Neutrón — Los neutrones son neutros, mientras que los protones son positivos y los electrones son negativos.2. ¿Dónde se encuentra casi toda la masa de un átomo?
Mostrar la respuesta
En el núcleo — Los protones y los neutrones son mucho más pesados que los electrones, y ambos están agrupados en el núcleo.3. Un átomo neutro tiene 8 protones. ¿Cuántos electrones tiene?