Respuesta “El átomo”

El átomo

esquema simplificado de un átomo

esquema simplificado de un átomo

El átomo está formado por electrones y protones. Los electrones con carga negativa y los protones con la misma carga pero positiva. Puesto que el átomo es eléctricamente neutro, tiene la misma cantidad de cargas negativas (electrones)  que positivas (protones).

Las cargas positivas y negativas no se encuentran mezcladas sino separadas. Los electrones se encuentran en el exterior del átomo y los protones en el núcleo atómico.

El tamaño del átomo es de 10-10 m y el del núcleo de 10-14 m, esto significa que el núcleo atómico es muy, muy, muy pequeño en comparación con todo el átomo. Por ejemplo, si el núcleo tuviese un tamaño de unos 10 centímetros (una naranja) entonces el átomo tendría el tamaño de 1 kilometro. Por eso en la figura (al final de la página) he puesto una línea cortada que indica que el dibujo no se encuentra a escala. Los electrones (color verde) se encuentran muchísimo más alejados. Si tuviese que mantener las proporciones exactas los electrones en este dibujo los tendría que haber dibujado a aproximadamente medio kilometro.

Por eso se dice que la materia es básicamente vacía, puesto que entre el núcleo atómico y los electrones no hay nada. Puedes verlo en “viaje alucinante”.

He ampliado la inforamción sobre el vacio atómico en este nuevo post sobre “Dimensiones atómicas

Pero cuidado, los electrones no se encuentran girando en orbitas como los planetas, sino que es mucho más complicado. Los electrones se encuentran en los orbitales atómicos, que son como una especia de nube donde se encuentran dispersados los electrones. Por eso en el esquema he puesto nube electrónica.

Dentro del núcleo no solamente se encuentran los protones también se encuentran los neutrones. Estos no tienen carga eléctrica, pero son indispensables para mantener la cohesión nuclear. Fíjate que si en el núcleo solo existiesen los protones, con carga positiva, la fuerza de repulsión eléctrica los expulsaría fuera del núcleo y el átomo se desintegraría.

Para evitar que el núcleo se desintegre como consecuencia de la repulsión eléctrica aparece una fuerza mucho mayor, la fuerza nuclear que es atractiva. Esta fuerza es la que generan los neutrones, junto con los protones también. Tienes que imaginarlo como si los neutrones fuesen el pegamento que mantiene a los protones unidos en el núcleo atómico.

Las partículas responsables de la fuerza nuclear son los quarks. Para simplificarlo solamente decirte que los protones y neutrones están formados por dos tipos de quarks, el up (u) y el down (d). El protón tiene dos quarks up y un down, el neutrón tiene dos quarks down y un up.

Puedes encontrar la explicación en

http://abcienciade.blogspot.com/2008/03/radioactividad.html

A continuación encontraras una versión en pdf, para que lo puedas consultar mejor. El átomo.
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Acerca de Carles Paul

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona, Máster en Física y Matemática Aplicada por la Universidad Politècnica de Cataluña y Máster en Historia de la Ciéncia por la Universidad Autónoma de Barcelona. Profesor titulado de la Universidad Politècnica de Mataró, Investigador del CERpIE y Eurostars Technical Expert.
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18 respuestas a Respuesta “El átomo”

  1. plazaeme dijo:

    Muy ilustrativo y claro.

    Un comentario, sobre uno de los enlaces que pones en “cambio climático”. Para no marear con otros temas, y quedarse en cambio climático solo, resultaría mejor así:

    plazamoyua.

    Puedes evitar algunos sustos.

    Saludos.

  2. Carles Paul dijo:

    En Respuestas, pues eso, son respuestas a las preguntas que me hacen a través de la pàgina de “Preguntas con Respuesta” o a través del correo electrónico. No estoy muy familiarizado con esto de los blogs y creia que podria contestar en la misma pàgina de “Preguntas con Respuesta”, seguire buscando una forma más adecuada.

    Ya he modificado el enlace como bien sugieres.

    Recuerdos

  3. Marta dijo:

    Hola, Carles!!

    Estic una mica confosa amb el tema de l’electricitat entre els àtoms que alliberen un e- d’un atom negatiu a positiu, i que per conveni la corrent elèctrica l’agafem a l’inversa (per un error en el passat pq era invisible i no podia veure la càrrega negativa) però després diuen que hi ha un hueco com de tornada i llavors si que tenia raó en Franklin.
    Això últim és el que no veig que passa.

    Gràcies…Ja ens veiem per la uni.

  4. Carles Paul dijo:

    Hola Marta, ja et vaig contestar a clase i t’ho aclaro una mica més, espero.

    En Franklin cap alla el 1747 va veure que podia explicar l’electricitat com una manifestació de dos “agents” que anomena càrrega positiva i negativa. Li anava be per explicar com càrregues del mateix signe es rebutjen i de sentit contrari s’atrauen. Va assignar arbirtrariament el sentit positiu al moviment de les càrregues positives. Es un criteri o conveni,posteriorment amb la teoria atómica sabem que el que es mou en un conductor es l’electró que te carga negativa. Pero la carga negativa del electró tambe prove d’un conveni. Podria ser perfectament l’electro amb cárrega positiva i el protò amb càrrega negativa, tot funcionaria igual.

    L’antimateria no es res mes que aixo, protons negatius i electrons positius…..

    Hi ha moltes maneres d’explicar el moviment de les càrregues dins un conductor sotmes a una diferencia de potencial donat per una pila o generador, alguns fan servir aixo que dius “hueco” o forat, no et despistis, solament te sentit quan parlem de semiconductors.

    En un circuit elèctric per entendre el seu funcionametn complert s’ha de tenir en compte la diferencia de potencial al llarg del circuit i la força electromotriu que impulsa les càrregues per l’interior de la pila en contra de la força electrostàtica. Generalment una reacció química produeix l’energia necesaria per efectuar aquest procès, quant s’acaba la reaccio química s’esgotat la pila.

  5. KADDIR dijo:

    ATOMO PARA MI ES UNA ESFERA COMPUESTA DE TRES CLASES DE PARTICULAS(PROTONES , NEUTRONES ,ELECTRONES)

  6. Pingback: Reactor Nuclear Natural de Oklo « abcienciade

  7. esta bien que intentes enseñarnos

  8. Carles Paul dijo:

    Hola Maria Eugenia,

    agradezco tu comentario, però esta mucho mejor que quieras aprender. Sin este pequeño detalle no hay nada que hacer.

    Saludos

  9. nina sanches dijo:

    porque hay poco de saber y mas saludos.

  10. Pingback: La importancia de ser un protón « abcienciade

  11. David dijo:

    Los neutrones evitán la repulsión de los protones, pero creo que el post habría quedado más completo si se explica lo que evita que los electrones (con carga negativa) sean atraídos por los protones del núcleo (con carga positiva). Una explicación en inglés aquí: http://www.chem1.com/acad/webtut/atomic/WhyTheElectron.html

  12. patricia dijo:

    Hola Carles!
    soy una chica de 3º de ESO, y aunque pueda parecer una pregunta tonta pero hay algo que no entiendo:
    Si los protones y los electrones están continuamente moviéndose de un átomo a otro, ¿no tienen más facilidad los electrones para cambiar de átomo?
    Y respecto a que el átomo es eléctricamente neutro, que los átomos ganan o pierden electrones, entones no podrían tener el mismo número de protones y electrones siempre, no?
    ¿Y por qué solo pierden electrones y no neutrones?
    MUCHAS GRACIAS

  13. Carles Paul dijo:

    Hola Patricia, ninguna pregunta es tonta. Lo que pasa es que no siempre existen las respuestas inteligentes.
    Antes que nada tienes que hacerte una idea mental de cómo son los átomos, no son estáticos. Los electrones se mueven mucho y deprisa en torno al núcleo, donde están los protones y los neutrones. Estos últimos se mueven muy poco y su movimiento es de oscilación, como un muelle que se estira y se acorta, es decir, vibran.
    Con esto quiero que adquieras la imagen mental que los electrones se mueven muy rápido en torno al núcleo, no necesariamente en círculos, sino más bien como una nube de mosquitos en torno a su presa. Los protones y neutrones oscilan pero no salen del núcleo.

    Por eso los electrones más alejados que se mueven muy rápido y notan menos la fuerza de atracción eléctrica, pueden saltar de un átomo a otro. Los protones no pueden salir del núcleo y no pueden moverse de un átomo a otro. Los protones tienen una masa de unas 2000 veces superior al electrón, por eso, como bien dices, los electrones tiene más facilidad para cambiar de átomo (pesan 2000 veces menos que los protones), los protones “nunca” pueden salir del núcleo. Bueno, casi nunca, por eso te lo he puesto entre comillas, los átomos radioactivos son aquellos que sus protones pueden salir del átomo. Pero entonces ya no es el mismo átomo.

    Por ejemplo,cuando un átomo de Uranio se desintegra y pierde dos protones se convierte en un átomo de Thorio. Mira la tabla periódica, el torio (Th) se encuentra dos posiciones a la izquierda del Uranio( U).

    Que el átomo sea neutro significa que tiene tantos protones (cargas positivas) como electrones (cargas negativas), eso en un átomo aislado. Cuando los átomos forman parte de enlaces donde se intercambian electrones lo que ocurre es que cuando un átomo cede un electrón a otro átomo, el hueco que deja el electrón se llena con otro electrón de otro átomo.

    Es por eso que te decía al principio que tienes que imaginarte los electrones en movimiento continuo, sin parar. NO existen los electrones de un átomo, todos se comparten, pero siempre cada átomo tiene la misma cantidad de electrones que de protones. Los protones siempre son los mismos, pero los electrones pueden ir cambiando.
    Si resulta que se pierden electrones que no se recuperan, entonces el átomo ya no es neutro y pasa a estar ionizado positivamente. Que resulta que gana mas electrones de los que pierde, entonces el átomo pasa a estar ionizado negativamente. No siempre el átomo es neutro. Un átomo ionizado es aquel que ha perdido o ganado electrones.
    Puesto que los protones no pueden abandonar el núcleo, la materia con carga positiva se produce porque sus átomos han perdido electrones y la materia con carga negativa es porque sus átomos han ganado electrones.

    Es una imagen simple, la realidad es un poco más liada, pero de momento creo que esto ya te vale.

    La última pregunta dices que porque solo pierde electrones y no protones (quizá querías decir). Es por lo anterior, los electrones se encuentran danzando en torno al núcleo, los más alejados observan que la carga total es menor que la del núcleo puesto que los electrones más cercanos al núcleo los apantallan….que significa….pues que si el núcleo tiene 4 protones (4 cargas positivas) el electrón más alejado observa los 4 protones positivos y los 3 electrones negativos, la carga resultante es 4-3 =1. Esto significa que el cuarto electrón no está atraído por el núcleo con la fuerza de 4 cargas positivas sino solo de 1, por eso puede salir del átomo, mientras que los otros electrones no. Y por supuesto ya te he dicho que los protones “nunca” pueden abandonar el núcleo.
    Si querías decir neutrones como dices, pasa lo mismo, los neutrones tampoco pueden escapar del núcleo, la fuerza nuclear fuerte los mantiene unidos a los protones y los protones a los neutrones. Este equilibrio nuclear solo se rompe en los núcleos radioactivos.

    Espero te halla aclarado algo.

    Carles

  14. Anónimo dijo:

    fgdby nrtrt

  15. sandro dijo:

    ¿cuantos electrones giran alrededor de un átomo?

  16. Carles Paul dijo:

    Pues depende del átomo. La materia tiene que ser neutra, por tanto hay tanto electrones como protones. Mirando la tabla periodica te dice los protones de cada átomo, por tanto ya sabes los electrones. Por ejemplo, el hidrogeno tiene un protón, por tanto tiene un electron, el helio 2, el litio 3, el berilio 4 el boro 5 , el carbono 6, etc…

  17. michel malena dijo:

    El átomo tiene el átomo es el núcleo que tiene carga positiva los protones las partículas que no poseen carga eléctrica es decir son neutras los neutrones la masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón todos los átomos de un elemento químico tiene en un tiene en el núcleo el mismo número de protones

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