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El átomo

Apolonio Juárez Núñez

Laboratorio de Ciencias Aplicadas, UAP

Pedro Ochoa Sánchez

Consejo Estatal de Ciencia y tecnología de Puebla

 

Seguramente todos nosotros en algún momento hemos oído hablar de los átomos. El concepto átomo surge con los griegos hace más de 2 500 años. Esta cultura y su muy avanzada concepción del Universo llegaron a la conclusión de que la materia estaba formada por partículas diminutas. A estas partículas las llamaron átomos y su significado es “lo que no puede dividirse mas”.

Sin duda esto  fue un buen inicio para estudiar y conocer las propiedades de la materia. Sin embargo, la concepción aristotélica que sostenía que la materia estaba formada por cuatro componentes básicos: aire, tierra, fuego y agua; prevaleció durante siglos y desplazó al concepto de átomo establecido por los sabios griegos Demócrito y Leucipo.

Hubo que esperar casi 2000 años para que se retomara el concepto de átomo. Fue Dalton en el siglo XVIII, quien retomó este concepto para sumarlo al concepto de elemento. Para Dalton y sus contemporáneos, los elementos estaban formados por átomos y tenían el significado de ser la estructura más pequeña de la materia que conservaba las propiedades de los elementos.

A finales del siglo pasado se demostró que el átomo sí podía dividirse. Fue J. Thomson, en 1897, quien descubrió el electrón. De ahí surge el modelo de que el átomo es semejante a un panqué con pasas; las pasas serían los electrones, con carga negativa,  y el panqué la carga positiva. El modelo de Thomson, sin duda, fue un gran avance puesto que demostró que el átomo sí era divisible y que tenía diversos componentes. Sin embargo, este modelo no explicaba los procesos fundamentales de la materia.

En 1909 Rutherford demostró que la carga positiva estaba concentrada en una pequeña región central: el núcleo. Cuatro años  más tarde, en 1913, Bohr establece el modelo clásico del átomo, que es el que todavía aprendemos en la escuela y que muchas veces es el que determina la imagen que tenemos de átomo.

El modelo atómico de Bohr establece que el átomo está formado por cargas positivas y negativas. Las positivas se encuentran en el núcleo atómico y las negativas giran alrededor de este núcleo en órbitas estables, mientras no se les aplique determinadas cantidades de energía. El modelo atómico de Bohr es importante porque, entre otras cosas, explicó los espectros de emisión de los elementos y en especial el espectro de emisión del Hidrógeno.

Dieciocho años más tarde, en 1931, Chadwick descubrió los neutrones, componentes del núcleo atómico que no tienen carga, pero con una masa equivalente a la de los protones. Con este descubrimiento quedaba completo el modelo atómico clásico en el que se establece que el átomo está formado por tres tipos de partículas: electrones (carga negativa), protones (carga positiva) y neutrones (sin carga). Los protones y los neutrones se encuentran concentrados en el núcleo atómico, mientras que los electrones giran alrededor de este.

Sin embargo, con los nuevos descubrimientos científicos y el avance de la tecnología de las últimas décadas, se ha llegado a establecer que el átomo es algo mucho más complejo que lo que establece el modelo atómico de Bohr. Hoy día sabemos que en el átomo se originan y aniquilan cientos de partículas y que los, protones y neutrones están formadas por partículas fundamentales que se han denominado quarks.

El hecho de que describamos un átomo semejante a un sistema planetario (con el Sol como núcleo y los electrones como los planetas), no significa que éste tenga que ser así. Recordemos que la Física trabaja estableciendo modelos de la materia, con base en el comportamiento que podemos observar de ella. Estos modelos pueden ser útiles para explicar determinados fenómenos y pueden no ser útiles para el estudio de algunos otros que se estudian con mayor profundidad.

Hasta la fecha no se ha podido observar directamente un átomo. Sin embargo, esto pasa a segundo plano si tomamos en cuenta que los modelos existentes para explicar lo que es un átomo, nos permiten aprovechar bien sus propiedades en nuestro beneficio; como sucede en los televisores, teléfonos celulares, los hornos de microondas, los discos compactos y otras maravillas tecnológicas.