Particulas que conforman el atomo

Particulas que conforman el atomo

¿qué partículas componen el núcleo de un átomo?

Los científicos utilizan aceleradores de partículas para acelerar las partículas cargadas eléctricamente hasta casi la velocidad de la luz. A continuación, las hacen chocar para estudiar las nuevas partículas que se forman, incluidos los quarks. Sin embargo, los quarks libres no pueden observarse directamente de forma aislada debido al confinamiento del color. Este fenómeno significa que ciertas partículas, incluidos los quarks y los gluones, no pueden aislarse. Esto dificulta el estudio de esas partículas. Ahora, un equipo ha desarrollado un nuevo método para simular cómo los quarks se combinan e interactúan para constituir las partículas más grandes que forman el núcleo del átomo. Estas simulaciones necesitan mucha potencia de cálculo. Una forma de simplificarlas es simular quarks más pesados que los que se encuentran en la naturaleza. Gracias a la potencia del superordenador Summit, el equipo simuló quarks mucho más ligeros de lo que era posible en el pasado. La combinación de la potencia de Summit con el nuevo método creó resultados más realistas.

Los resultados del equipo pueden compararse con estudios experimentales. Estas comparaciones ayudan a los científicos nucleares a entender cómo los quarks forman los neutrones y protones, las partículas más grandes dentro de los átomos en el Modelo Estándar de Física de Partículas. La comprensión de las propiedades de las partículas individuales puede ayudar a los científicos a sacar conclusiones sobre lo que ocurre cerca de una importante partícula llamada bosón de Higgs. El bosón de Higgs es una partícula asociada a un campo que parece dar masa a otras partículas elementales que interactúan con él.

Antiprotón

Un átomo típico está formado por tres partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones (como se ve en el átomo de helio de abajo). También existen otras partículas, como las partículas alfa y beta (que se analizan más adelante). El modelo de Bohr muestra las tres partículas subatómicas básicas de forma sencilla. La mayor parte de la masa de un átomo se encuentra en el núcleo, una zona pequeña y densa en el centro de cada átomo, compuesta por nucleones. Los nucleones incluyen protones y neutrones. Toda la carga positiva de un átomo está contenida en el núcleo y se origina en los protones. Los neutrones tienen carga neutra. Los electrones, que tienen carga negativa, se encuentran fuera del núcleo.

El modelo de Bohr es obsoleto, pero representa las tres partículas subatómicas básicas de forma comprensible. Las nubes de electrones son representaciones más precisas de dónde se encuentran los electrones. Las zonas más oscuras representan dónde es más probable que se encuentren los electrones, y las zonas más claras representan dónde es menos probable que se encuentren.

Los protones fueron descubiertos por Ernest Rutherford en el año 1919, cuando realizó su experimento de la lámina de oro. Proyectó partículas alfa (núcleos de helio) sobre una lámina de oro y las partículas alfa positivas se desviaron. Llegó a la conclusión de que los protones existen en un núcleo y tienen una carga nuclear positiva. El número atómico o número de protones es el número de protones presentes en un átomo. El número atómico determina un elemento (por ejemplo, el elemento de número atómico 6 es el carbono).

Estructura del átomo

Ahora que hemos hablado de los fundamentos de los átomos y los elementos, vamos a hablar de las partículas que componen el átomo. Las partículas más pequeñas que el átomo se denominan partículas subatómicas. Las tres partículas subatómicas principales que forman un átomo son los protones, los neutrones y los electrones. El centro del átomo se llama núcleo.

Los protones y los neutrones forman el núcleo de un átomo. Todos los protones son idénticos entre sí, y todos los neutrones son idénticos entre sí. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, por lo que suelen representarse con la marca del signo «+». Los neutrones no tienen carga eléctrica y se dice que ayudan a mantener unidos a los protones, ya que los protones son partículas con carga positiva y deberían repelerse entre sí.

Si todos los protones son idénticos y todos los neutrones son idénticos, ¿qué hace que los átomos de dos elementos distintos sean diferentes entre sí? Por ejemplo, ¿qué hace que un átomo de hidrógeno sea diferente de un átomo de helio? Como hemos mencionado en nuestra discusión sobre los elementos y la tabla periódica, el número de protones y neutrones en el núcleo da a los átomos sus características específicas. En el gráfico que aparece a continuación observarás que cada uno de los tres elementos tiene un número diferente de protones (esferas rojas) y de neutrones (esferas azules).

¿qué dos partículas forman el núcleo de un átomo?

Un átomo es la unidad de materia más pequeña que conserva todas las propiedades químicas de un elemento. Los átomos se combinan para formar moléculas, que luego interactúan para formar sólidos, gases o líquidos. Por ejemplo, el agua está compuesta por átomos de hidrógeno y oxígeno que se han combinado para formar moléculas de agua. Muchos procesos biológicos se dedican a descomponer las moléculas en los átomos que las componen para poder volver a ensamblarlas en una molécula más útil.

Los átomos están formados por tres partículas básicas: protones, electrones y neutrones. El núcleo (centro) del átomo contiene los protones (con carga positiva) y los neutrones (sin carga). Las regiones más externas del átomo se denominan envolturas electrónicas y contienen los electrones (con carga negativa). Los átomos tienen diferentes propiedades según la disposición y el número de sus partículas básicas.

El átomo de hidrógeno (H) sólo contiene un protón, un electrón y ningún neutrón. Esto puede determinarse mediante el número atómico y el número másico del elemento (véase el concepto sobre números atómicos y números másicos).

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