2 El Atomo

El Átomo

Representación de un átomo de helio.

La mecánica cuántica (también conocida como la física cuántica
o la teoría cuántica) es una rama de la física que se ocupa de los
fenómenos físicos a escalas microscópicas, donde la acción es del
orden de la constante de Planck. Su aplicación ha hecho posible
el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por
ejemplo los transistores,componentes ampliamente utilizados en
casi todos los aparatos que tengan alguna parte funcional
electrónica.
La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo
en cualquier sistema físico –y por tanto, en todo el universo–
existe una diversa multiplicidad de estados, los cuales habiendo
sido descritos mediante ecuaciones matemáticas por los físicos,
son denominados estados cuánticos.De esta forma la mecánica
cuántica puede explicar la existencia del átomo y revelar los
misterios de la estructura atómica, tal como hoy son entendidos;
fenómenos que no puede explicar debidamente la física clásica o
más propiamente la mecánica clásica.

1.2 El Átomo.
El átomo es un constituyente de la materia ordinaria, con
propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por
constituyentesmás elementales sin propiedades químicas bien
definidas. Cada elemento químico está formado por átomos del
mismo tipo (con igual estructura electrónica básica), que no es
posible dividir mediante procesos químicos.
Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra
casi toda su masa (99,94%), rodeado de una nube de electrones.
Durante el siglo XIX se pensaba que los átomos eranindivisibles,
de ahí su nombre a-tómo- 'sin división'.
El núcleo está formado por protones, con carga positiva, y
neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados
negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza
electromagnética.

Los átomos se clasifican de acuerdo al número de
protones y neutrones que contenga su núcleo.
El número de protones o número atómico determina su
elementoquímico.
El número de neutrones determina su isótopo. Un
átomo con el mismo número de protones que de
electrones es eléctricamente neutro.
Si posee un exceso de protones o de electrones, su
carga neta es positiva o negativa, y se denomina ion.
Solo pueden ser observados mediante instrumentos
especiales tales como un microscopio de efecto túnel.

El núcleo de un átomo puede ser inestable y sufriruna
transmutación mediante desintegración radioactiva.
Los electrones en la nube del átomo están repartidos en
distintos niveles de energía u orbitales, y determinan
las propiedades químicas del mismo.
Las transiciones entre los distintos niveles dan lugar a la
emisión o absorción de radiación electromagnética en
forma de fotones, y son la base de la espectroscopia.

Los protones y neutrones delátomo 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 un 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.

El protón y el neutrón no son partículas elementales,
sino que constituyen un estado ligado de quarks u yd. 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,...