Estructura del átomo: electrones, neutrones y protones

Estructura del átomo: electrones, neutrones y protones

El modelo atómico de Rutherford tuvo la particularidad de tener un núcleo y electrones girando a su alrededor. Así surgió una nueva interrogante: ¿el núcleo atómico es indivisible?

A partir del descubrimiento de los materiales radiactivos, realizados por los físicos Pierre Becquerel y Marie Curie, del descubrimiento de partículas alfa, beta y gama, y de experimentos realizados con un átomo de hidrógeno, el más sencillo de los elementos, Rutherford dedujo que en el núcleo había una partícula con carga positiva y lo llamó protón. Éste tendría la misma magnitud de la carga del electrón, pero su masa era mucho mayor.

Por ejemplo, el átomo de helio tendría un protón en el núcleo y un electrón. Bajo esta suposición, el átomo de helio tendría dos protones y el doble de masa; pero no es así, pues la masa del helio es mucho mayor. Entonces, Rutherford dedujo que había algo más en el núcleo: otra partícula que debería tener carga neutra con una masa similar a la del protón. En 1932, el físico Inglés James Chadwic demostró la existencia de esta partícula y la llamó neutrón.

Gracias a estos experimentos, y la evidencia que aportaron, en la primera mitad del siglo XX se estableció que el átomo estaba formado por tres tipos de partículas subatómicas: electrones, protones y neutrones. Los protones y neutrones se encuentran en el núcleo atómico y los electrones giran alrededor de él en órbitas elípticas y se mantienen como una unidad debido a la interacción eléctrica entre ellos.

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Gracias al modelo de Bohr, hoy se sabe que cada elemento químico de la tabla periódica con carga eléctrica neutra está determinado por la cantidad de protones y neutrones que el átomo tiene, pero el número de electrones puede variar de un elemento a otro. Si la cantidad de protones y neutrones no es la misma, ese átomo se considera un isótopo del elemento.

¿Cuál es nuestra comprensión actual de los modelos atómicos?

El modelo atómico nos ha permitido comprender fenómenos como la electricidad. Hoy sabemos que una corriente eléctrica es el resultado del flujo de electrones en un material conductor cuando se le aplica una fuerza. Estos electrones están más lejos del núcleo y, por tanto, la fuerza de atracción es débil y pueden moverse.

También sabemos que la luz tiene dos comportamientos: como onda y como partícula. ¿Esto qué quiere decir? Que dependiendo del fenómeno a tratar, podemos considerarla como una onda electromagnética que se propaga en el espacio, pero también como partículas, los fotones, que interaccionan con la materia (electrones).

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A partir del modelo atómico de Bohr, surgieron nuevas investigaciones y hallazgos, como el hecho de que algunas partículas subatómicas tienen la capacidad de dividirse y fusionarse. Durante estas reacciones, llamadas fisión y fusión nuclear respectivamente, se liberan grandes cantidades de energía muy útil en la satisfacción de necesidades sociales.

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