Atomo

El átomo es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. 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.

Propiedades atómicas

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.

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), lo cual 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 elradio 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.

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.

Reacciones Nucleares

Una reacción nuclear es una reacción en la que se alterna la configuración electrónica y el núcleo de los átomos. Por eso las sustancias y los elementos son diferentes y después de la reacción aparecen átomos que no estaban presentes en las sustancias originales.
Estas se clasifican en:

• Fisiones nucleares en que un núcleo se parte en dos o más partes por acción de ciertas partículas y genera dos o más elementos nuevos.

Estas fisiones nucleares presentan doble y extraordinario interés:
- Los neutrones secundarios producidos en la fisión, al chocar con otros átomos de uranio producen nuevas fusiones, de las que surgen otros neutrones secundarios, que vuelven a fisionar nuevos átomos de uranio y así sucesivamente. Estas son las “reacciones en cadena”, que prosiguen por si solas una vez iniciadas, de la misma manera como un combustible continua ardiendo una vez que se le prendió fuego o unas piedras iniciales al caer por la ladera de una montaña producen una avalancha de piedras.
- La suma de los pesos de las partículas desprendidas es inferior a la del átomo original. La perdida de peso va acompañada por una liberación de esa energía nuclear o atómica, que mantiene ligadas entre sí las partículas integrantes de los átomos.

• Fusión o síntesis nuclear en que se unen dos o más núcleos para formar un núcleo mas completo.

Estas síntesis nucleares son fuertemente exotérmicas, y originaba el calor y la luz que recibimos del Sol, reacciones que ocurren también en las demás estrellas. A la enorme presión y elevadisima temperatura solar, cuatro átomos de hidrogeno pueden originar un átomo de helio, como perdida de cierta cantidad de materia, que se convierte en energía.
b) Las aplicaciones de la energía nuclear:
-Se pueden usar como nuevas fuentes de energía, ya que el agua que circula por los reactores atómicos como refrigerantes pueden convertirse en vapor y utilizarse en la misma forma que la producida en una caldera para hacer funcionar una maquina de vapor o generador termoeléctrico.
-Se puede utilizar para hacer bombas nucleares

• Se pueden construir pilas atómicas, que son verdaderos hornos nucleares, en los que el combustible es el uranio. Estos dispositivos permiten obtener isótopos de los elementos comunes, extraídos de las “cenizas” del horno, los que poseen importantes aplicaciones en la medicina así como facilitar estudios diversos en la biología, la metalurgia, la agricultura, etc.

- Se puede crear la bomba de hidrogeno que es mas poderosa que la bomba atómica.

c) En estas reacciones se utilizan isótopos de uranio, de hidrogeno (que existen tres tipos de este; el común o hidrogeno propiamente dicho, el pesado o deuterio) y de cloro, etc.

Pueden ser muchisimos los isótopos utilizados ya que isótopos son todos aquellos átomos que tiene núcleos que llevan igual carga positiva global, pero combinada con diferentes números de neutrones y protones.

Un ejemplo es la degradación de los radioelementos que finalmente se transforman en plomo, cuyo peso atómico es ligeramente diferente del que corresponde el plomo ordinario.