Por qué el átomo es la unidad básica de la materia?

En química y física, átomo (del latín atomus, y éste del griego άτομος, indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia del universo ya fue postulado por la escuela atomista en la Antigua Grecia.

Sin embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo XIX.

Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas

Partículas subatómicasVéase también : Partículas subatómicasA pesar de queátomosignifica ‘indivisible’, en realidad está formado por varias partículas subatómicas.

El átomo contieneprotones, neutronesyelectrones, con la excepción delhidrógeno - 1, que no contiene neutrones, y del catión hidrógeno ohidrón, que no contiene electrones.

Los protones y neutrones del átomo se denominannucleones, por formar parte del núcleo atómico.

El electrón es la partícula más ligera de cuantas componen el átomo, con una masa de 9, 11 · 10−31kg.

Tiene una carga eléctrica negativa, cuya magnitud se define como lacarga eléctrica elemental, y se ignora si posee subestructura, por lo que se lo considera unapartícula elemental.

Los protones tienen una masa de 1, 67 · 10−27kg, 1836 veces la del electrón, y una carga positiva opuesta a la de este.

Los neutrones tienen una masa de 1, 69 · 10−27kg, 1839 veces la del electrón, y no poseen carga eléctrica.

Las masas de ambos nucleones son ligeramente inferiores dentro del núcleo, debido a laenergía potencialdel mismo ; y sus tamaños son similares, con un radio del orden de 8 · 10−16m o 0, 8femtómetros(fm).

7El protón y el neutrón no son partículas elementales, sino que constituyen unestado ligadodequarksuyd, partículas fundamentales recogidas en elmodelo estándarde la física de partículas, con cargas eléctricas iguales a + 2 / 3 y −1 / 3 respectivamente, respecto de la carga elemental.

Un protón contiene dosquarksuy unquarkd, mientras que el neutrón contiene dosdy unu, en consonancia con la carga de ambos.

Los quarks se mantienen unidos mediante lafuerza nuclear fuerte, mediada porgluones—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, leptonescargados (similares al electrón), etc.

El núcleo atómicoArtículo principal : Núcleo atómicoLos protones y neutrones de un átomo se encuentran ligados en el núcleo atómico, en la parte central del mismo.

El volumen del núcleo es aproximadamente proporcional al número total de nucleones, elnúmero másicoA, 8lo cual es mucho menor que el tamaño del átomo, cuyoradioes del orden de 105fm o 1ångström(Å).

Los nucleones se mantienen unidos mediante lafuerza nuclear, que es mucho más intensa que la fuerza electromagnética a distancias cortas, lo cual permite vencer la repulsión eléctrica entre los protones.

9Los átomos de un mismoelementotienen el mismo número de protones, que se denominanúmero atómicoy se representa porZ.

Los átomos de un elemento dado pueden tener distinto número de neutrones : se dice entonces que sonisótopos.

Ambos números conjuntamente determinan elnúclido.