¿Cómo se mantiene la estabilidad de un átomo?

Los átomos no suelen permanecer en la naturaleza aislados, sino que tienden a agregarse entre sí formando unas estructuras más complejas. Se unen porque aislados no son estables, y el unirse a otros átomos les permite pasar a una situación de menor energía, lo que supone también mayor estabilidad.

ÁTOMOS ESTABLES E INESTABLES: Se llama átomo estable al que tiene completa de electrones su última órbita o al menos dispone en ella de ocho electrones.

Un núcleo es estable cuando existe un equilibrio entre las fuerzas que actúan, o las fuerzas atractivas son mayores que las repulsivas. Es decir, la interacción nuclear fuerte que experimentan los neutrones y protones son mayores que las fuerzas de repulsión eléctrica de los protones.

La atracción entre los protones de carga positiva y los electrones de carga negativa es lo que mantiene unido al átomo. La mayoría de los átomos tienen estos tres tipos de partículas subatómicas, protones, electrones y neutrones.

Los átomos inestables que necesitan perder neutrones para alcanzar un estado estable pueden ser forzados a hacerlo en una reacción en cadena que puede liberar una cantidad enorme de energía. Esta reacción en cadena se basa en la ruptura de núcleos inestables. El proceso se denomina fisión nuclear.

Todos los isótopos de un mismo elemento tienen prácticamente las mismas propiedades químicas. Sin embargo, difieren en cuanto a sus propiedades físicas, en particular la masa atómica. Si emiten radiación, se denominan “isótopos radiactivos” o “inestables”; en caso contrario, se denominan “isótopos estables”.

¿Por qué no se colapsan los átomos? El átomo es estable cuando la energía total es menor que la del núcleo y electrón separados. Existe un mínimo de energía a la distancia de equilibrio núcleo-electrón.

Los electrones tienen la velocidad justa y necesaria para mantenerse en órbita y para no caer en el núcleo, tal como ocurre con la Luna con respecto a la Tierra. Los protones no se repelen entre sí porque existe una fuerza nuclear que está relacionada con los neutrones.

La fisión nuclear es una reacción en la cual un núcleo pesado, al ser bombardeado con neutrones, se convierte en inestable y se descompone en dos núcleos, cuyos tamaños son del mismo orden de magnitud, con gran desprendimiento de energía y la emisión de dos o tres neutrones.

Los nucleones están enlazados en el núcleo por una fuerza atractiva extremadamente fuerte en distancias cortas que vence la repulsión electrostática entre los protones. La proporción entre el número de neutrones y protones del núcleo, y el tamaño del mismo influyen en su estabilidad, y, por tanto, en su reactividad.

Los enlaces covalentes se forman cuando los orbitales de los electrones de valencia se solapan y forman un par de electrones compartidos. Los átomos se mantienen unidos por la atracción electrostática entre el par de electrones negativos y los núcleos positivos de los átomos.

Es el llamado amor atómico.

Cuando un átomo se divide en dos partes, ya sea por descomposición natural o cuando es instigado dentro de un laboratorio, libera energía. Este proceso de división de los átomos se denomina fisión.

Para que el núcleo sea estable debe existir una fuerza atractiva intensa que supere dicha repulsión electrostática: las fuerzas nucleares.

La fuerza nuclear fuerte permite mantener pegados los componentes del núcleo del átomo (protones y neutrones, y a nivel más elemental, sus partículas constituyentes: los quarks); es una fuerza muy importante en el universo, ya que de otro modo no podrían formarse los núcleos de los átomos, y no habría ningún tipo de ...

Las causas naturales de inestabilidad nuclear son: exceso de neutro- nes, elevado número de nucleones y exceso de energía. Otra causa de inestabilidad nuclear es el exceso de protones pero ocurre en núcleos de isótopos sintetizados por el hombre.

En general, los átomos son más estables, menos reactivos, cuando su capa de electrones externa se encuentra completa. La mayoría de los elementos importantes en la biología necesitan ocho electrones en su capa externa para ser estables y esta regla se conoce como regla del octeto.

El núcleo de hidrógeno es estable porque un solo protón no puede desintegrarse a un neutrón, puesto que este último tiene una masa superior al protón.

Según el modelo atómico de Bohr, los electrones siguen orbitas circulares alrededor del núcleo. No todas las órbitas son permitidas, sino que un electrón solo puede ocupar órbitas de cierta energía (la cual es la que tiene los electrones al estar en esas órbitas).

Cuando el átomo cede o pierde electrones, se convierte en un ion positivo o catión del elemento de que se trate. En el caso contrario, cuando el átomo gana algún electrón en la última órbita, se convierte en un ion negativo o anión.

Se puede decir que la fuerza nuclear fuerte es el pegamento que mantiene unidos los núcleos de los átomos , pero esta fuerza tiene una peculiaridad: su rango de acción es muy pequeño y a mayores escalas es superada por las otras interacciones.

Si los neutrones tuvieran menos masa que los protones, esto tendría un impacto significativo en la estructura y estabilidad de los átomos. Los neutrones y protones son las partículas subatómicas que componen el núcleo de un átomo, y su relación de masa es crucial para mantener la estabilidad del núcleo.

Los protones y los neutrones permanecen unidos entre sí mediante una fuerza muy poderosa. Sin embargo, una fuerza mucho más débil es la que mantiene a los electrones en su órbita alrededor del núcleo. Los electrones de algunos átomos, como los de los metales, pueden liberarse del átomo y ponerse en movimiento.

Cuando las partículas se encuentran muy cerca una de la otra, la fuerza nuclear supera la fuerza eléctrica de repulsión y el núcleo se mantiene unido. Por esta razón, las partículas del núcleo no se separan.

Pérdida o ganancia de electrones

La carga eléctrica de un átomo se considera nula debido a que tiene el mismo número de protones que de electrones, lo que se traduce en la misma cantidad de cargas positivas que negativas.

La fuerza o interacción nuclear fuerte es la que mantiene unidos los componentes de los núcleos atómicos y actúa indistintamente entre dos nucleones cualesquiera, protones o neutrones. Su alcance es del orden de las dimensiones nucleares, pero es más intensa que la fuerza electromagnética.

El neutrón es necesario para la estabilidad de los núcleos atómicos, a excepción del isótopo hidrógeno-1 que contiene solo un protón.