¿Cuáles son las partículas más pequeñas de un elemento?

Un elemento es una sustancia compuesta completamente por un átomo. Por tanto, la tabla periódica de elementos es efectivamente una lista de todos los tipos conocidos de átomos. Sin embargo, el átomo en sí no es la partícula más pequeña conocida, sino que cada átomo está formado por tres partes individuales: electrones, protones y neutrones. Además, los propios protones y neutrones están formados por partes aún más pequeñas llamadas quarks.

Los electrones son partículas fundamentales, lo que significa que no se conoce ninguna partícula que forme un electrón. Los electrones son los que dan al átomo de un elemento su carga; puede cambiar el número de electrones para convertirlo en una versión cargada positiva o negativamente del mismo átomo. Un átomo con carga neutra tendrá la misma cantidad de electrones que de protones. Los electrones existen en los orbitales, que rodean el núcleo de los átomos, y es en estos orbitales donde los electrones pueden unirse con otros átomos para formar compuestos.

Los protones son la característica definitoria del átomo de un elemento; el número de protones es lo que le da al átomo su masa (los electrones tienen una cantidad insignificante de masa en comparación con los protones). Por lo tanto, los elementos se clasifican por el número de protones que tienen sus átomos y se organizan de tal manera en la tabla periódica (por ejemplo, un átomo de hidrógeno tiene un protón, un átomo de carbono tiene seis, etc.). Los protones se encuentran en el núcleo del átomo.

Los neutrones son tan masivos como los protones y se encuentran en el núcleo del átomo junto con los protones. Mientras que los protones tienen carga positiva y los electrones tienen carga negativa, los neutrones no tienen carga. El hecho de que cambiar la cantidad de electrones no cambia el elemento en sí, cambiar la cantidad de neutrones mantiene relativamente el mismo tipo de elemento, pero crea un isótopo. Los isótopos pueden ser inestables y, cuando se descomponen, liberan energía en forma de radiación.

Los electrones son partículas fundamentales; sin embargo, los protones y neutrones están formados por un conjunto diferente de partículas fundamentales conocidas como quarks. Descubiertos en 1961, los quarks son las partículas más pequeñas conocidas en física, y hay seis tipos (arriba, abajo, encanto, extraño, inferior y superior). Tres quarks se combinan para formar bariones, que incluyen protones y neutrones. Un quark también puede combinarse en un par con un antiquark para formar un mesón, pero este tipo de materia es extremadamente inestable y dura solo una fracción de milisegundo.