¿Recuerdas que en un artículo anterior te expliqué que la materia está hecha de esas cosas pequeñas llamadas átomos? Te lo conté cuando jugabas con tu mascota, rompieron un trozo de tela, y después tu perro fue a morder las patas de una de las sillas de la mesa. Pues bien, ahora toca explicar de qué demonios están hechos los átomos.
Como ya sabes, los compuestos están formados por la combinación de elementos. Los elementos, a su vez, están hechos de átomos. El átomo es la unidad fundamental de la materia, algo que originalmente se pensaba indivisible.
El átomo se compone de un núcleo y una nube electrónica. El núcleo está formado por protones y neutrones, mientras que la nube electrónica está compuesta por electrones que giran alrededor del núcleo. Como te expliqué, los protones tienen carga positiva, los neutrones no tienen carga, y los electrones tienen carga negativa.
Los átomos son estables cuando la carga positiva y la negativa se equilibran. Por ejemplo, el átomo de hidrógeno, que es el más sencillo del universo, tiene en su núcleo un solo protón y un electrón girando alrededor. Como puedes ver, tiene una carga positiva y una negativa, lo cual lo hace estable.
Otro ejemplo es el átomo de oro, que tiene setenta y nueve protones, ciento dieciocho neutrones y setenta y nueve electrones. Como los neutrones no tienen carga, la carga de los electrones contrarresta la de los protones porque hay el mismo número de unos y otros. Esto hace que el átomo de oro también sea estable.
Ahora bien, imagina que el átomo de hidrógeno recibe un electrón; es decir, tendría dos electrones girando alrededor de un solo protón. Esto lo convierte en un ión negativo. Los iones pueden ser negativos (si el átomo gana electrones) o positivos (si pierde electrones). Cuando un átomo se convierte en ión, está en desequilibrio eléctrico, pero no te espantes: los iones sirven para muchas cosas buenas.
Como sabes desde la secundaria, las cargas iguales se repelen entre sí. Un experimento muy básico que lo demuestra es el de los imanes: cuando tratas de unir dos imanes por el lado positivo o por el negativo, se rechazan. Entonces, si en el núcleo del átomo están juntos varios protones con la misma carga, ¿cómo diablos es esto posible? Te lo explico brevemente.
Existen cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan el universo: la gravedad, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil y el electromagnetismo. En el núcleo del átomo actúa la fuerza nuclear fuerte. Esta fuerza es la responsable de que los protones se mantengan unidos, a pesar de tener la misma carga positiva. Sin esta fuerza, el núcleo del átomo se desintegraría, y no sería posible la vida ni la materia misma. No existiría absolutamente nada.
Además, los protones y neutrones están hechos de partículas aún más pequeñas llamadas quarks. Cada protón y cada neutrón tienen tres quarks organizados de distinta forma. Estos quarks están unidos también por la fuerza nuclear fuerte, la cual se manifiesta mediante unas partículas llamadas gluones. Estos cuates son los responsables de mantener unidos a todos los componentes del núcleo atómico.
La carga positiva de los protones atrae a los electrones, que tienen carga negativa. Recuerda: las cargas opuestas se atraen.
Solo como dato curioso: los electrones no están formados por quarks. Por eso se les llama partículas elementales, igual que a los gluones. La masa atómica es la suma de protones y neutrones (los electrones prácticamente no pesan).
Bueno, colega científico, ya sabes: gluones, quarks, protones, neutrones y electrones son los componentes básicos del átomo, y este, a su vez, es la base de toda la materia, de todo lo que puedes ver y tocar… incluyendo a tu perro y a tus amigos.
¡Hasta la próxima!
Se despide tu amigo de ciencia,
MegatronMan.
