Los pueblos antiguos estudiaban dónde comenzaba la materia, de qué estaba hecha. Los filósofos griegos Demócrito, Epicuro y Leucipo, postularon que la materia debía tener un límite de división, y a esa unidad le llamaron "átomo", que significa en griego "indivisible". Sin embargo, una cosa es filosofar y otra demostrar un modelo que explique los fenómenos químicos y físicos. Diverso modelos fueron propuestos por científicos como John Dalton, Amedeo Avogadro, Dimitri Mendeleyev, Rutherford, Sommerfeld, Dirac, Niels Bohr. Este último propuso que el átomo se parecía a un sistema solar en miniatura. Los protones (cargas positivas) estaba aglutinados formando el núcleo, y a su alrededor giraban los electrones (cargas negativas) como si fueran planetas. Fue un sistema muy intuitivo, fácil de comprender y que explicaba casi todos los fenómenos atómicos. Así lo aprendimos en la escuela, hasta estas últimas décadas en que un nuevo modelo explica mejor los fenómenos. Ahora se habla de un modelo cuántico.
Actualmente se postula que el núcleo está formado por los protones (carga positiva) y neutrones (carga neutra), y todos ellos están unidos por una fuerza muy intensa llamada fuerza nuclear. Alrededor giran los electrones (carga negativa) en órbitas, no necesariamente en un plano, por lo que a esa región espacial se le llama "nube de electrones". A diferencia del sistema solar en que en cada órbita sólo hay un planeta, en el átomo cada órbita puede tener más de un electrón. La naturaleza ha determinado que, en la primera órbita sólo puede haber un máximo de dos electrones; y que en la segunda órbita sólo puede haber un máximo de ocho electrones, siempre que la primera órbita se haya llenado. Así sucesivamente, el máximo en las siguiente órbitas o capas es: la tercera (18), la cuarta (32), la quinta (50), la sexta (72) y la séptima (98). Cada órbita comienza a llenarse sólo cuando la anterior ya está llena.
En un átomo siempre hay una cantidad igual de protones y electrones, lo que equilibra las cargas y hace que el átomo sea eléctricamente neutro.
No necesariamente nos imaginamos a los electrones como bolitas girando en el espacio. Las partículas subatómicas se comportan como ondas estacionarias alrededor del núcleo, y en ciertas circunstancias se comportan como partículas puntuales. Esta dualidad es una característica de la física cuántica.
Sin adentrarnos más en la estructura del átomo ni es las demás partículas que tiene, lo que hemos detallado hasta aquí nos sirve para hablar de los elementos. ¿Qué tan diferente es un átomo de plomo de uno de oro?
Un átomo manifiesta ciertas propiedades químicas y físicas según la cantidad de electrones que tenga. Por ejemplo, si el átomo tiene sólo un electrón, se comporta como un gas, y tiene cierto punto de fusión y de ebullición. Estamos hablando del hidrógeno. Si el átomo tiene 12 electrones, es el carbono. No es que el átomo de hidrógeno sea diferente del de carbono en cuanto a su materia, sólo se diferencia en la cantidad de electrones.
Ahora bien, para finalizar este artículo y dejar un punto de inicio para la siguiente parte. Si tomamos un átomo de mercurio, que tiene 80 electrones, y le quitamos un electrón (y un protón del núcleo para equilibrar la carga), se convertirá ¡en un átomo de oro! (que tiene 79 electrones).
Por: Ing. Miguel Ruiz Petrozzi.
