Puede que hayas oído que los átomos representan la pieza más pequeña posible de cualquier tipo de materia en particular. Si tuvieras la suerte de tener un ladrillo de una libra del elemento oro (Au), podrías dividirlo en pedazos cada vez más pequeños hasta que te quedaran solo átomos de oro; son posibles más divisiones, pero ninguno de los componentes resultantes es particular del oro.
La tabla periódica de elementos incluye 118 tipos individuales de átomos (es decir, elementos), todos los cuales tienen un número único de protones y electrones y un número similar de neutrones. Pero, ¿qué tan pequeña es esta entidad infinitesimalmente pequeña? ¿Hay alguna manera de relacionar el tamaño de un átomo al radio de cualquier cosa en tu propia experiencia?
¿Cuáles son las partes de un átomo?
Todos los átomos contienen al menos uno protón, con el número de protones determinando la identidad de un elemento. Un elemento tiene un número atómico, el identificador único asociado con el número de protón y con un símbolo de una o dos letras (por ejemplo, Ca para calcio, elemento número 20 en la tabla periódica).
En el estado neutral, sin carga, cada átomo tiene el mismo número de electrones como lo hace con los protones. Los elementos que comienzan con helio también contienen una serie de neutrones similar y generalmente ligeramente superior al número de protones. Las variantes de elementos con diferente número de neutrones se denominan isótopos.
Los protones tienen cargas negativas y se agrupan con neutrones para formar el núcleo atómico. Mientras tanto, los electrones cargados negativamente se desplazan a distancias considerables del núcleo en relación con el tamaño total del átomo, como verá en detalle.
¿Qué fuerzas determinan el tamaño atómico?
Los átomos se caracterizan por su gran cantidad de espacio desocupado, que es una observación aparentemente extraña sobre algo que ya es tan minúsculo. El radio atómico se define normalmente como la distancia desde el centro del núcleo hasta el extremo más externo. orbital de electrones. En este sentido, un átomo se puede representar gráficamente como circular, con el núcleo en el centro y la capa de electrones más externa formando el arco del círculo.
A medida que se mueve de izquierda a derecha a lo largo de una fila, el número de protones y el número de electrones aumentan en uno con cada cambio de elemento. Sin embargo, debido a que los electrones se agregan de manera dispersa gracias a las reglas del llenado de los orbitales de electrones, mientras que la carga positiva creciente de el núcleo permanece concentrado en un pequeño espacio, los electrones se acercan al núcleo hasta que los gases nobles en el período 18 de cada fila.
Luego, con un salto a la siguiente fila, los electrones más externos de los átomos se encuentran en un nivel de energía completamente nuevo, aumentando sustancialmente el radio atómico. Luego, los radios disminuyen a lo largo de la nueva fila de la tabla periódica, como antes.
¿Cuál es el tamaño del núcleo atómico?
No existe una fórmula formal de radio atómico aplicable a todos los átomos, pero en los átomos unidos covalentemente, el radio se puede estimar dividiendo la distancia entre los núcleos atómicos por dos.
Los radios atómicos generalmente se determinan mediante experimentación y resta. Si se conoce el radio de un átomo (digamos, calcio, aproximadamente 178 picómetros o pm, igual a 1,78 10–10 m), y la distancia entre los núcleos de una molécula de seleniuro de calcio (CaSe) es 278 pm, puede restar 178 de 278 para obtener una estimación razonable del radio de un átomo de selenio (100 pm).
En términos de analogías del mundo real, un tamaño clásico de la comparación de un átomo se relaciona con un estadio deportivo. La radio del núcleo en sí solo se trata de 1 × 10–15 metro independientemente del elemento, y en un átomo típico, el electrón más externo estaría cerca de un campo de fútbol de distancia, o alrededor de 100 m.
Tabla de tallas del átomo
Consulte los Recursos para ver un gráfico que muestra los valores aproximados de los primeros 86 elementos de la tabla periódica. Estos varían desde aproximadamente 40 pm para el hidrógeno hasta aproximadamente 240 pm para el cesio.
