El atomo

La materia que nos rodea está constituida por sustancias simples y compuestas. Las sustancias son los llamados elementos, de los cuales existen 98 en estado natural y que van desde el hidrógeno, el más liviano, hasta el uranio el más pesado. Se conocen también otros 13 elementos que constituyen el grupo transuranio, que abarca desde el elemento 93 (neptunio) hasta el elemento 105 (hahnio),recién descubierto. Las sustancias compuestas, inorgánicas u orgánicas, son el resultado de combinaciones definidas de dos o más elementos.
Los elementos están constituidos por átomos idénticos entre sí, que son la menor fracción de la materia posible de aislar por métodos químicos y que poseen todas las características físicas y químicas del propio elemento al que pertenecen. Esta definición no seajusta literalmente a los elementos biatómicos: oxígeno (O2), hidrógeno (H2), cloro (Cl2), yodo (I2), fluor (F2) y bromo(Br2), cuyas propiedades son las de las moléculas respectivas.
Los átomos están constituidos por un núcleo integrado por la asociación de partículas elementales, llamada genéricamente nucleones, que son los protones, de carga eléctrica positiva, y los neutrones, que no tienencarga. Girando alrededor del núcleo, en igual número que los protones, están los electrones, con carga eléctrica negativa, los cuales neutralizan la positividad del núcleo. De este modo, el átomo, eléctricamente neutro, configura un sistema planetario en el cual el núcleo cumple el papel del sol y los electrones los de los planetas. Tal es la llamada "imagen de Bohr" actualmente aceptada.
El protónes básicamente el núcleo del elemento hidrógeno; su mas en reposo es de 1,007277663 u.m.a. (unidad de masa atómica), que, expresada en gramos, es igual a 1,67252 x 10-24 g. Su carga, que es positiva, es de 4,80298 x 10-10 u.e.s. (unidades electrostáticas de carga). El neutrón tiene una masa en reposo de 1,0086654 u.m.a., que equivale a 1,67482 x 10-24 g, y es, por tanto, aproximadamente igual ala del protón.
No son muy conocidas las fuerzas que mantienen unidos a los nucleones entre sí. Hoy en día se supone que la unión de los nucleones se complementa mediante el intercambio de partículas intranucleares llamadas mesones, cuya masa es del orden de 0,05 a 0,15 u.m.a..
Considerando que la medida de los radios nucleares varía entre 1,4 x 10-13 cm y 9,5 x10-13 cm y que el peso del núcleointermedio es de alrededor de 10-22 g, la densidad nuclear será del orden de 1014 g/cm3, o sea, 108 ton/cm3 valor que por su elevada magnitud no admite comparación con ninguna otra densidad de materia. Teniendo en cuenta, además, que las energías nucleares tienen muy poco radio de acción (aproximadamente 10-3 cm), debe admitirse que existe entre los nucleones algún tipo de fuerzas de atracciónmuy particular.
La letra Z designa él numero de protones integrantes de un núcleo y este número identifica químicamente los diferentes elementos. Este valor se denomina numero atómico o de orden y es diferente para cada elemento. Así, si un elemento tiene Z = 20, es calcio; Z = 53, es yodo; Z = 80, mercurio, etc. El número de neutrones se designa con la letra N y la suma de Z+N da A, que sedenomina numero másico o de masa.
Con estos valores del núcleo, el átomo correspondiente queda identificado. Convencionalmente, se utiliza la siguiente notación: AX, o sea, el símbolo del elemento precedido por A (cifra superior) y por Z (cifra inferior).
El resto del átomo está integrado según se dijo antes, por los electrones orbitales (en igual numero que los protones) que, como los nucleones, sonconsideradas partículas elementales. Su masa es aproximadamente 1850 veces menor que la del protón o del neutrón (masa en reposo del electrón 5,4860 x 10-4 u.m.a., que equivale a 9,1091 x10-28 g). Su carga es igual pero contraria a la del protón y su radio es del orden de 3 x 10-13 cm.
Los electrones, giran alrededor del núcleo describiendo orbitas elípticas, se encuentran ubicados en capas...