Definición de átomo

1. m. Quím. Elemento primario de la composición química de los cuerpos.
   
   En química, un átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene las propiedades químicas de ese elemento.
   
   Está compuesto por un núcleo central formado por protones y neutrones, rodeado por electrones en órbita. Los átomos se combinan entre sí para formar moléculas y compuestos químicos.
   
   Ejemplos de uso: "El oxígeno es un átomo fundamental en la composición del agua, ya que cada molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno."
2. Partícula material microscópica.
   
   Esta acepción se refiere a la naturaleza diminuta de los átomos, que son partículas extremadamente pequeñas e indivisibles según la teoría atómica. A pesar de su tamaño microscópico, los átomos son los constituyentes básicos de la materia y son fundamentales para entender la estructura y comportamiento de los elementos químicos.
3. fig. Cosa sumamente pequeña.
   
   En un sentido figurado, "átomo" se utiliza para referirse a algo extremadamente pequeño o insignificante en comparación con algo más grande o complejo. Se emplea esta metáfora para resaltar la pequeñez o la falta de importancia relativa de algo en un contexto más amplio.
   
   Ejemplo de uso: "En el vasto universo, cada ser humano es solo un átomo en comparación con la inmensidad del cosmos"
   
   
   Origen etimológico de átomo: proviene de la palabra latina atomus (también atŏmos), y este a su vez de la palabra griega ἄτομος (que significa "indivisible").

Origen de la palabra: (del latín atómus, y éste del gr. de á, priv., y cortar, dividir.)


m. La partícula más pequeña de un elemento que puede tomar parte en una reacción química. El átomo consta de un núcleo pequeño en que se halla la totalidad de la masa atómica y con una carga eléctrica positiva igual al número atómico, rodeado a una distancia relativamente grande de electrones, cargados de electricidad negativa.
m. Cosa muy pequeña.
Partícula material de pequeñez extremada.
En un átomo, expr. fig. y fam. En la cosa más mínima o pequeña.
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2º artículo

1. Así se denomina la partícula o unidad material más pequeña capaz de entrar en combinación con otra u otras análogas para formar un compuesto químico. La Física y la Química modernas postulan que toda la materia está constituida por átomos o combinaciones de éstos en forma de moléculas. Las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en la molécula son primordialmente de naturaleza eléctrica (ver: Molécula y teoría molecular, Enlaces químicos).
   
   Hasta 1900 se venía creyendo que el átomo era indivisible. El descubrimiento de la Radiactividad y del Electrón y el estudio de las descargas eléctricas en el seno de los gases han obligado a revisar a fondo este concepto de la indivisibilidad del átomo, que hoy se limita al aspecto químico, entendiéndose que los átomos representan el estado de máxima división de la materia asequible por procedimientos químicos.
   
   
   
   Átomo. CC
   
   
   Los átomos sirven como los bloques de construcción de toda la materia con la que entramos en contacto diariamente, sólidos, líquidos y gases; materia compuesta por una sola o varias combinaciones de elementos químicos; materia que puede sufrir cambios químicos espontáneos; materia que los químicos pueden, a través de reacciones químicas, manipular para producir todos los productos sintéticos que los humanos utilizan.
   
   

   Radiactividad

   
   
   El descubrimiento de la radiactividad en 1896 se atribuye a A. H. Becquerel, quien observó que las placas fotográficas se velaban cuando estaban situadas en la proximidad de muestras de pechblenda. Algo más tarde Marie Curie logró separar de dicho mineral una sal de radio y Ernest Rutherford, que trabajaba por aquel tiempo en la Universidad McGill de Montreal, encontró que las substancias radiactivas emiten espontáneamente partículas con carga eléctrica. El electrón fue descubierto por J. J. Thomson en 1896. Todos estos resultados experimentales pusieron en evidencia, de manera concluyente, que el átomo es una entidad estructurada, es decir, compuesta de partes.
   
   

   Introducción

   
   
   Sería una pena ser un átomo en un universo sin físicos, y los físicos están hechos de átomos. Un físico es la forma que tiene un átomo de saber sobre los átomos.
   -George Wald (1906-1997), Premio Nobel de Fisiología/Medicina, 1967
   
   La antigua idea griega (siglo V a.C.) de que toda la materia del universo consistía en diminutas entidades indivisibles no tenía ningún apoyo empírico en esa época. Mucho más tarde los polimatólogos ingleses, Robert Boyle (fechas) e Isaac Newton (1643-1727) defendieron la idea y añadieron al argumento como "corpuscularismo".
   
   La búsqueda de las entidades más fundamentales del universo ha seguido siendo una de las fuerzas motrices más importantes de la ciencia hasta el día de hoy.
   
   Las partículas que hoy en día llevan el nombre de "átomo" fueron encontradas por primera vez por los primeros químicos que descubrieron que no podían reducirlas a una sustancia más "elemental" por métodos químicos.
   
   El átomo moderno sirve como la partícula fundamental para la química y como la estructura estable más pequeña para la ingeniería. La energía nuclear se genera ya sea rompiendo un átomo en dos o más átomos más pequeños (fisión), o combinando dos átomos más pequeños en uno más grande (fusión).
   
   

   Historia del átomo

   
   
   

   El siglo XIX

   
   
   A principios del siglo XIX, hombres como John Dalton, Joseph-Louis Gay-Lussac y Amedeo Avogadro formularon la hipótesis de que la materia está formada por partículas diminutas, átomos como le gustaba llamarlos a Dalton, o moléculas (término preferido por Avogadro y ya utilizado por Lavoisier). Sin embargo, la diferencia entre ambos conceptos no estaba clara. Uno de los principales temas de la primera conferencia internacional de química, la histórica conferencia de Karlsruhe de 1860, fue aclarar la confusión sobre la diferencia entre átomos y moléculas. Stanislao Cannizaro ofreció por primera vez en la historia de la ciencia, una definición muy clara de los átomos como se distinguen de las moléculas. Para él, el átomo era la menor cantidad de cada elemento que entra como un todo en las moléculas que lo contienen. Sus declaraciones representaron una contribución muy notable a la aclaración de las cuestiones debatidas en aquel momento sobre las relaciones entre los átomos y las moléculas en los compuestos orgánicos e inorgánicos.
   
   
   

   Albert Einstein da a las moléculas una realidad en su explicación del movimiento Browniano

   
   
   Empleando la teoría cinética del calor y un enfoque matemático de los cambios de velocidad caracterizados por el movimiento aleatorio, en 1905 Albert Einstein dio un convincente relato del movimiento aleatorio microscópicamente observable de las partículas de polen suspendidas en un líquido, previamente señalado por el botánico Robert Brown, atribuyendo el movimiento a colisiones aleatorias de las partículas de polen con las moléculas del líquido en movimiento térmico.
   
   
   

   El modelo "Plum Pudding" de J.J. Thomson

   
   
   El primer modelo del átomo ampliamente aceptado fue el Modelo de J.J Thomson de una nube cargada positivamente con "corpúsculos" cargados negativamente, electrones, intercalados por todas partes. Thomson propuso y buscó configuraciones para que estas partículas tuvieran modos normales de vibración y fueran estables. Construyó su modelo utilizando sólo fuerzas electrostáticas, lo que requería que los electrones estuvieran en constante movimiento, lo que le llevó a mayores dificultades y nunca fue capaz de crear un modelo que coincidiera con los datos observados.
   
   
   

   Modelo de Rutherford

   
   
   Ernest Rutherford, uno de los estudiantes de Thomson, refutó su teoría en su ahora famoso experimento de dispersión mostrando que había un núcleo denso y cargado positivamente en el centro de cada átomo. Rutherford postuló que la estructura de un átomo se asemejaba más a un sistema solar con el núcleo en el centro y los electrones orbitando alrededor de él. Desafortunadamente, la Mecánica Clásica predice que estas órbitas serían inestables, se descompondrían en menos de un microsegundo, mientras que emitirían un espectro continuo de luz. Sin embargo, ya se sabía que cada elemento emitía un espectro único de líneas discretas. Rutherford no podía explicar por qué estas órbitas no decaían ni por qué los átomos no emitían el espectro continuo que estas decadencias habrían causado.
   
   
   

   El modelo de Bohr del Átomo de Hidrógeno

   
   
   En 1913 Niels Bohr ideó el primer modelo de mecánica cuántica de un átomo (de un electrón). Resolvió las dificultades del modelo de Rutherford haciendo la suposición no clásica de que sólo había estados de energía discretos y estacionarios permitidos para el electrón. Además, Bohr conjeturó que el momento angular de cada electrón estaba limitado a ser un número entero de veces la constante h de Planck dividido por 2PI. Dado que en el modelo de Bohr los electrones sólo pueden hacer saltos entre los estados estacionarios, las líneas espectrales atómicas se explicaron por la discreción de las diferencias de energía de los estados. La emisión de un fotón se produce cuando un electrón cae de un estado con energía E2 a un estado con menor energía E1. La frecuencia v del fotón emitido viene dada por
   
   hv = E2 - E1
   
   La absorción de un fotón de energía hv ocurre cuando hv "coincide" con una diferencia de energía atómica. Un átomo en un cierto estado salta a un estado de mayor energía, de tal manera que la diferencia de energía es igual a hv. Claramente, este requisito pone una estricta restricción en las frecuencias de los fotones que pueden ser absorbidos por el átomo.
   
   La teoría de Bohr era para átomos de un solo electrón, pero conjeturó que muchos átomos de electrón tendrían una estructura similar. La extensión de su teoría a los sistemas de muchos electrones llevó una década más tarde a la mecánica matricial de Heisenberg y a la mecánica de ondas de Schrödinger.
   
   
   

   La visión de hoy

   
   
   Para la mayoría de los propósitos prácticos el modelo de Bohr ha demostrado ser una aproximación aceptable. Sin embargo, la interpretación de la mecánica cuántica es que los electrones están dispersos en varias distribuciones de probabilidad alrededor del núcleo en lugar de orbitarlo realmente.
   
   

   Estructura del átomo

   
   
   Los átomos están formados por un núcleo denso formado por combinaciones de los dos nucleones (protones con carga positiva y neutrones con carga cero) y rodeados por una "nube" de electrones mucho más grande. La gran mayoría del volumen de un átomo es espacio vacío. El número de protones contenidos en el núcleo determina el número atómico y, a su vez, el elemento como se clasifica. El número de neutrones especifica además el número de isótopos de ese elemento. El número de electrones que rodean el núcleo se supone típicamente que es igual al número de protones para mantener todo el átomo eléctricamente neutro. Los átomos que no son neutrales se denominan iones, se designan por su carga en unidades de carga elemental, que es igual al negativo del número de electrones sobrantes presentes alrededor del átomo. Así, un átomo con un electrón extra está cargado -1, y uno que falta está cargado +1.
   
   
   

   Fuerzas en el átomo

   
   
   El núcleo del átomo contiene una alta concentración de partículas cargadas positivamente sin contrarrestar las partículas cargadas negativamente para mantenerlo estable. Para explicar la existencia del núcleo, los científicos introdujeron las dos fuerzas nucleares, la fuerza fuerte y la fuerza débil. Ahora entendemos que el núcleo se mantiene unido por la fuerza fuerte residual a pesar de su significativa carga positiva. Los electrones que rodean el átomo son atraídos electroestáticamente al núcleo debido a su carga negativa.
   
   
   

   Núcleos Estados Cuánticos

   
   
   El núcleo de un átomo en sí mismo también tiene un comportamiento parecido a la cáscara no muy diferente a las cáscaras de los electrones. Esto lleva a algunos estados extra estables y semi-estables cuando el número de protones o neutrones en el núcleo es igual a los "números mágicos" 20, 28, 50, 82 y 126 que se cree que corresponden a las conchas completas. Los núcleos estables caen sobre una "línea" de estabilidad que comienza muy cerca de números iguales de protones y neutrones y se mueve hacia el favorecimiento de los neutrones para los núcleos más pesados. Esto se debe a que la repulsión electrostática de dos protones cae en magnitud mucho más lentamente que la fuerza fuerte residual. De cualquier manera los nucleones prefieren fuertemente unirse en números pares.
   
   
   

   Decadencia

   
   
   La mayoría de las combinaciones de nucleones son intrínsecamente inestables y sufren una serie de desintegraciones radiactivas para formar núcleos más estables. En todos los decaimientos comunes se emite una partícula desde el núcleo para compensar cierta inestabilidad en el átomo.
   
   - La desintegración alfa se produce con mayor frecuencia en los átomos que son simplemente demasiado grandes, los átomos son de tamaño limitado porque la fuerza fuerte residual que los mantiene unidos sólo actúa en distancias muy pequeñas, de modo que la tasa de repulsión electrostática crece más rápido que la tasa de atracción fuerte a medida que el núcleo crece. La descomposición Alfa emite una partícula Alfa .
   
   - El decaimiento Beta+ ocurre en átomos que son pesados en protones. En este decaimiento un protón se descompone en un neutrón y emite tanto un positrón como un neutrino. El único emisor natural de Beta+ es 40K.
   
   - La desintegración de los beta ocurre en los átomos que son pesados en neutrones. En este decaimiento un neutrón se descompone en un protón y emite tanto un electrón como un neutrino. Un solo protón puede decaer en beta.
   
   - El decaimiento gamma ocurre en los átomos donde el núcleo está en un estado excitado. El núcleo convertirá este exceso de energía en un fotón de alta energía, típicamente llamado rayo gamma. El decaimiento gamma típicamente sigue a un decaimiento alfa o beta que deja el núcleo con exceso de energía.
   
   - La captura de electrones ocurre cuando un protón dentro del núcleo captura un electrón y se convierte en un neutrón.
   
   

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