Particula atomica

particulas atomicas, atomo en general

1. PARTICULA ATOMICA.

EL ATOMO.
Un Átomo es la unidad de partículas más pequeñas que puede existir como sustancia
simple (elemento químico), y que puede intervenir en una
combinación química.
Su término en griego significa “no divisible”, propuesto por
Demócrito y Leucipo, quienes suponían que la materia
estaba formada por partículas indivisibles e indestructibles.
A lo largo de los siglos, el tamaño y la naturaleza del átomo
sólo fueron objeto de especulaciones, por lo que su
conocimiento avanzó muy lentamente.
Este está compuesto por partículas subatómicas: protón, neutrón y electrón.

DEFINICIÓN DE SUS PARTES

NEUTRÓN
Es una partícula subatómica sin carga neta, presente en el núcleo atómico de
prácticamente todos los átomos, excepto el protio.

PROTÓN
Es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva. Esta partícula
junto con el neutrón conforma el núcleo.

ELECTRÓN
En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y
neutrones. Es una partícula subatómica con carga negativa.
El átomo contiene protones, neutrones y electrones, con la excepción del hidrógeno que
no contiene neutrones, y del catión hidrógeno o hidrón, que no contiene electrones. Los
protones y neutrones del átomo se denominan nucleones, por formar parte del núcleo
atómico.
El electrón es la partícula más ligera de cuantas componen el átomo, con una masa de
9,11 · 10
−31
kg. Tiene una carga eléctrica negativa, cuya magnitud se define como la carga
eléctrica elemental, y se ignora si posee subestructura, por lo que se lo considera
una partícula elemental. Los protones tienen una masa de 1,67 · 10
−27
kg, 1836 veces la
del electrón, y una carga positiva opuesta a la de este. Los neutrones tienen una masa de
1,69 · 10
−27
kg, 1839 veces la del electrón, y no poseen carga eléctrica. Las masas de
ambos nucleones son ligeramente inferiores dentro del núcleo, debido a la energía
potencial del mismo, y sus tamaños son similares, con un radio del orden de 8 · 10
−16
m
o 0,8 fotómetros (fm).

2. El protón y el neutrón no son partículas elementales, sino que constituyen un estado
ligado de quarks u y d, partículas fundamentales recogidas en el modelo estándar de la
física de partículas, con cargas eléctricas iguales a +2/3 y −1/3 respectivamente, respecto
de la carga elemental. Un protón contiene dos quarks u y un quark d, mientras que el
neutrón contiene dos d y un u, en consonancia con la carga de ambos. Los quarks se
mantienen unidos mediante la fuerza nuclear fuerte, mediada por gluones del mismo
modo que la fuerza electromagnética está mediada por fotones. Además de estas, existen
otras partículas subatómicas en el modelo estándar, más tipos de
quarks, leptones cargados (similares al electrón), etc.
NUBE DE ELECTRONES
Los cinco primeros orbitales atómicos.
Los electrones en el átomo son atraídos por los
protones a través de la fuerza
electromagnética. Esta fuerza los atrapa en
un pozo de potencial electrostático alrededor
del núcleo, lo que hace necesaria una fuente
de energía externa para liberarlos. Cuanto
más cerca está un electrón del núcleo, mayor es la fuerza atractiva, y mayor por tanto la
energía necesaria para que escape.
Los electrones, como otras partículas, presentan simultáneamente propiedades
de partícula puntual y de onda, y tienden a formar un cierto tipo de onda
estacionaria alrededor del núcleo, en reposo respecto de este. Cada una de estas ondas
está caracterizada por un orbital atómico, una función matemática que describe la
probabilidad de encontrar al electrón en cada punto del espacio. El conjunto de estos
orbitales es discreto, es decir, puede enumerarse, como es propio en todo sistema
cuántico. La nube de electrones es la región ocupada por estas ondas, visualizada como
una densidad de carga negativa alrededor del núcleo.

CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO
 Es una partícula indivisible
 Es la fracción más pequeña en la que se puede dividir la materia de forma
estable
 De hecho, en griego la palabra átomo significa (no divisible)
ESTRUCTURACIÓN
 Constituido por un núcleo central y una corteza.
 El núcleo contiene partículas con carga positiva llamadas protones y también
partículas sin carga eléctrica conocidas como neutrones.
 La corteza se compone de una nube de electrones, de carga negativa,
organizados como orbitales.

3. PARTÍCULA INFINITAMENTE LIVIANA
La masa aproximada de los protones y de los neutrones de 1,675 x 10-24; la de los
electrones es aún menor: 9,1 x 10-28. Esto hace que los átomos sean sumamente
livianos.
COMO SE FORMAN EN MOLÉCULAS
Estos se agrupan formando moléculas. Cada tipo de molécula es la combinación de un
cierto número de átomos enlazados entre ellos de una manera específica, y una molécula
puede contener átomos de diferentes elementos o del mismo.
CANTIDAD DE PROTONES FIJA
Lo que distingue a los elementos químicos entre sí (entre muchas otras características)
es el número de protones que tienen sus átomos en el núcleo. Dicho número se
representa con la letra Z y recibe el nombre de número atómico, que coincide con la de
electrones. Generalmente aparece en la tabla periódica de los elementos, ubicado arriba
del símbolo químico, a la izquierda.
REACTIVIDAD QUÍMICA
Aunque los protones y los neutrones son importantes en términos de masa, son los
electrones, sobre todo los de la última capa de la nube electrónica, los responsables de la
reactividad química de los átomos, que en última instancia, van a permitir que se
produzcan y degraden todo el tiempo infinidad de compuestos químicos.
TENDENCIA A LA ESTABILIDAD
La tendencia normal de la gran mayoría de los átomos es a unirse con otros átomos, de
su mismo tipo o diferentes, para formar agrupaciones estables, es decir, moléculas,
porque al hacerlo se llega a una situación de mínima energía, lo que equivale a decir de
máxima estabilidad. Al formar los enlaces, ganan, pierden o comparten electrones.
Dichas uniones albergan energía que, eventualmente, se libera como calor o luz.

PROPIEDADES DEL ÁTOMO
MASA
La mayor parte de la masa del átomo viene de los nucleones, los protones y neutrones del
núcleo. También contribuyen en una pequeña parte la masa de los electrones, y la energía
de ligadura de los nucleones, en virtud de la equivalencia entre masa y energía. La unidad
de masa que se utiliza habitualmente para expresarla es la unidad de masa atómica (u).
Esta se define como la doceava parte de la masa de un átomo neutro de carbono-12 libre,
cuyo núcleo contiene 6 protones y 6 neutrones, y equivale a 1,66 · 10
−27
kg
aproximadamente. En comparación el protón y el neutrón libres tienen una masa de 1,007
y 1,009 u. La masa de un átomo es entonces aproximadamente igual al número de
nucleones en su núcleo el número másico multiplicado por la unidad de masa atómica. El
átomo estable más pesado es el plomo-208, con una masa de 207,98 u.
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En química se utiliza también el mol como unidad de masa. Un mol de átomos de
cualquier elemento equivale siempre al mismo número de estos (6,022 · 10
23
), lo cual

4. implica que un mol de átomos de un elemento con masa atómica de 1 u pesa
aproximadamente 1 gramo. En general, un mol de átomos de un cierto elemento pesa de
forma aproximada tantos gramos como la masa atómica de dicho elemento.
TAMAÑO
Los átomos no están delimitados por una frontera clara, por lo que su tamaño se equipara
con el de su nube electrónica. Sin embargo, tampoco puede establecerse una medida de
esta, debido a las propiedades ondulatorias de los electrones. En la práctica, se define
el radio atómico estimándolo en función de algún fenómeno físico, como la cantidad y
densidad de átomos en un volumen dado, o la distancia entre dos núcleos en una molécula.
Los diversos métodos existentes arrojan valores para el radio atómico de entre 0,5 y 5 Å.
Dentro de la tabla periódica de los elementos, el tamaño de los átomos tiende a disminuir
a lo largo de un periodo una fila, para aumentar súbitamente al comienzo de uno nuevo,
a medida que los electrones ocupan niveles de energía más altos.
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Las dimensiones del átomo son miles de veces más pequeñas que la longitud de onda de
la luz (400-700 nm) por lo que estos no pueden ser observados utilizando instrumentos
ópticos. En comparación, el grosor de un cabello humano es equivalente a un millón de
átomos de carbono. Si una manzana fuera del tamaño de la Tierra, los átomos en ella
serían tan grandes como la manzana original.
NIVELES DE ENERGÍA
Un electrón ligado en el átomo posee una energía potencial inversamente proporcional a
su distancia al núcleo y de signo negativo, lo que quiere decir que esta aumenta con la
distancia. La magnitud de esta energía es la cantidad necesaria para desligarlo, y la unidad
usada habitualmente para expresarla es el electronvoltio (eV). En el modelo mecano
cuántico solo hay un conjunto discreto de estados o niveles en los que un electrón ligado
puede encontrarse, es decir, e numerables, cada uno con un cierto valor de la energía. El
nivel con el valor más bajo se denomina el estado fundamental, mientras que el resto se
denominan estados excitados.
Cuando un electrón efectúa una transición entre dos estados distintos, absorbe o emite un
fotón, cuya energía es precisamente la diferencia entre los dos niveles. La energía de un
fotón es proporcional a su frecuencia, así que cada transición se corresponde con una
banda estrecha del espectro electromagnético denominada línea espectral.
Cada elemento químico posee un espectro de líneas característico. Estas se detectan como
líneas de emisión en la radiación de los átomos del mismo. Por el contrario, si se hace
pasar radiación con un espectro de frecuencias continuo a través de estos, los fotones con
la energía adecuada son absorbidos. Cuando los electrones excitados decaen más tarde,
emiten en direcciones aleatorias, por lo que las frecuencias características se observan
como líneas de absorción oscuras. Las medidas espectroscópicas de la intensidad y
anchura de estas líneas permite determinar la composición de una sustancia.

5. QUE SON QUARK

Son los fermiones elementales masivos que interactúan fuertemente formando la materia
nuclear y ciertos tipos de partículas llamadas hadrones. Junto con los leptones, son los
constituyentes fundamentales de la materia bariónica. Varias especies de cuarks se
combinan de manera específica para formar partículas sub
atómicas tales como protones y neutrones.
Los cuarks son las únicas partículas fundamentales que
interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son
partículas de espín 1/2, y son fermiones de Dirac por lo que sus
correspondientes antipartículas existen.
Hay seis tipos o sabores distintos de cuarks cada uno
"portador" de un número cuántico del modelo de quarks. Los
físicos de partículas

han denominado de la siguiente manera:
Nombre Alias (traducción) Número cuántico
Quark u up (arriba) Isospin +1/2
Quark d down (abajo) Isospin -1/2
Quark c charm (encanto) encanto +1
Quark s strange (extraño) extrañeza -1
Quark t top/truth (cima/verdad) topness (superioridad) +1
Quark b bottom/beauty (fondo/belleza) bottomness (inferioridad) -1
Los cuarks s, c, t y b son lo suficientemente masivos para decaer en otros quarks
mediando la interacción débil. Los cuarks u y d son los más estables.
Una hipótesis central, pero no comprobada, es que los cuarks no pueden observarse
libres sino confinados
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en grupos, fenómeno llamado confinamiento de color.

PROPIEDADES
Los cuarks no se encuentran libres en la naturaleza, sino que se agrupan formando
hadrones. Estos se dividen en dos tipos:

6. MESONES: bosones formados por un quark y un antiquark (piones, kaones,)
BARIONES: fermiones formados por tres o cinco8 quarks y/o antiquarks (protones,
neutrones,).

Existen seis tipos de cuarks, cada uno con su sabor, su carga, su isospín débil y su masa
(entre las propiedades más importantes).
CARGA
La carga -⅓ o +⅔ de la carga elemental. Por esto siempre las partículas compuestas
(bariones y mesones) tienen una carga entera. Experimentalmente (por ejemplo, en el
experimento de la gota de aceite de Millikan) no hay información de cargas fraccionarias
de partículas aisladas. La tercera parte de la carga en los hadrones es debida a la presencia
de los quarks. Actualmente se desconoce por qué la suma de las cargas de los quarks en
un protón se corresponde exactamente a la del electrón, un leptón, con signo opuesto.
ISOSPÍN DÉBIL
El valor de esta propiedad para los quarks es de 1/2, y su signo depende de qué tipo de
quark es. Para los quarks tipo u (u, c y t) es de +1/2, mientras que, para los otros, llamados
quarks tipo d (d, s, b), es de -1/2. De acuerdo con el isospín débil, un quark tipo u deberá
desintegrarse para obtener un quark tipo d y viceversa. No se admiten desintegraciones
entre quarks del mismo tipo. Las partículas que permiten estos cambios de carga del
isospín débil son los bosones W y Z.
MASA
Aunque si bien se habla de la masa de los quarks en el mismo sentido que la masa de
cualquier otra partícula, la noción de masa para un quark es complicada por el hecho que
los quarks no pueden encontrarse solos en la naturaleza, siempre se encuentran
acompañados de un gluon por lo general. Como resultado, la noción de la masa de un
quark es una construcción teórica que tiene sentido sólo cuando se especifica exactamente
que se usará para definirla.
La simetría quiral aproximada del cromo dinámico cuántica, por ejemplo, permite definir
la razón entre varias masas de quarks a través de combinaciones de las masas de los
octetos pseudoescalares de los mesones en el modelo de quarks por la teoría de
perturbación quiral, tenemos:
El hecho de que el quark arriba tenga masa es importante porque había un problema con
la violación CP si éstos no tenían masa. Los valores absolutos de las masas
son determinados por las reglas de suma de funciones espectrales (o
también las reglas de suma del cromo dinámico cuántica).

7. QUE SON LEPTÓNES.
En física, un leptón es una partícula con espín -1/2 (un fermión) que no experimenta
interacción fuerte (esto es, la fuerza nuclear fuerte). Los leptones forman parte de una
familia de partículas elementales conocida como la familia de los fermiones, al igual que
los quarks.
Un leptón es un fermión fundamental sin carga
hadrónica o de color. Existen seis leptones y sus
correspondientes antipartículas: el electrón, el
muón, el tau y tres neutrinos asociados a cada uno
de ellos.

PROPIEDADES DE LOS LEPTONES
Hay tres conocidos sabores de leptones: el electrón, el muón y el leptón tau. Cada sabor
está representado por un par de partículas llamadas doblete débil. Uno es una partícula
cargada masiva que lleva el mismo nombre que su sabor. La otra es una partícula neutra
casi sin masa llamada neutrino). Todas las seis partículas tienen su correspondiente
antipartícula. Todos los leptones cargados conocidos tienen una sencilla unidad de carga
eléctrica (que depende de si son partículas o antipartículas) y todos los neutrinos y
antineutrinos tienen carga eléctrica cero. Los leptones cargados tienen dos estados espín
posibles, mientras una sola felicidad es observada por los neutrinos (todos los neutrinos
son zurdos y todos los antineutrinos son diestros.

8. FUENTES
https://www.caracteristicas.co/atomo/#ixzz5ochgmJzc
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo#Propiedades_del_%C3%A1tomo
«Átomo», en Diccionario de la Lengua Española (22ª ed.). Real Academia Española (2001).
Consultado el 20 de julio de 2009.
https://es.wikipedia.org/wiki/Lept%C3%B3n
Asimov, I. (2014). Breve historia de la química: Introducción a las ideas y conceptos de la
química. Madrid: Alianza Editorial/El Libro de Bolsillo. p. 26. ISBN 978-84-206-6421-7
Halzen, F.; Martin, D. Quarks & Leptons, 1984, Ed. John Wiley. ISBN 0-471-81187-4.
Green, Brian R. The elegant universe, 1999 [existe una edición española, El universo
elegante, Ed. Critica, Drakontos, ISBN 84-8432-781-7, 2006].
https://www.google.com/search?rlz=1C1CHBF_esEC828EC828&tbm=isch&sa=1&ei=XtXkXLJp7
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