¿Qué es un átomo? Explicación y ejemplos

En química, el átomo se define como la unidad más pequeña posible que forma parte de un elemento químico y que mantiene todas sus propiedades y su composición característica. Este concepto fue formalizado por John Dalton en su teoría atómica, establecida en 1808, en la que planteó que toda la materia está compuesta por distintos tipos de átomos, y que todos los átomos que forman parte de un elemento químico son idénticos entre sí, pero diferentes de todos los átomos de los demás elementos.

Esto quiere decir que el elemento hidrógeno, por ejemplo, está formado por un tipo de átomos (los átomos de hidrógeno), los cuales son diferentes de los átomos que forman al helio, al carbono y a todos los demás elementos de la tabla periódica.

Al ser las partículas que conforman a los elementos, los distintos tipos de átomos se representan por medio del símbolo químico del respectivo elemento del que forman parte. Así, H se utiliza en química para representar tanto al elemento hidrógeno, como al átomo de hidrógeno; lo mismo para los demás elementos de la tabla periódica.

El origen del término “átomo”

A pesar de llevar en vigencia más de 200 años, el concepto de átomo es mucho más antiguo y se remonta a un filósofo griego llamado Demócrito. Demócrito razonó que si tomamos un trozo de materia y lo dividimos por la mitad, después tomamos una de las mitades y la dividimos por la mitad y continuamos repitiendo el mismo proceso, debería llegar a una partícula que no podamos dividir más. A esta partícula indivisible la denominó atomon, que significa, literalmente, «que no se puede dividir más», es decir, indivisible.

Cuando planteó su teoría atómica, Dalton realmente pensó que había encontrado la unidad fundamental indivisible de la materia, por lo que utilizó el término acuñado por Demócrito. La teoría de Dalton dio sentido a las leyes de proporciones definidas y de proporciones múltiples, por lo que sentó las bases del desarrollo de la química desde ese momento en adelante.

Un concepto más moderno de átomo

Hoy en día, sabemos que los átomos químicos no son, en realidad, los átomos de Demócrito, ya que están formados por partículas más pequeñas, es decir, que los átomos sí que se pueden dividir. Estas partículas, llamadas partículas subatómicas, incluyen los protones, los neutrones y los electrones, así como toda una colección de partículas más exóticas como neutrinos, positrones, gluones y otras.

Incluso una de las premisas del concepto de átomo de Dalton debe ser modificada, ya que resulta que no todos los átomos que forman parte de un elemento químico son iguales entre sí. Esto se debe a que existen, para cada elemento, un conjunto de isótopos naturales formados por átomos con propiedades químicas muy similares pero que son diferentes entre sí ya que poseen distintos números de neutrones en su núcleo, y, por lo tanto, distinta masa.

En base a esto, se podría precisar un poco más el concepto de átomo, para evitar algunas ambigüedades, de la siguiente manera:

Un átomo se define como la unidad eléctricamente neutra más pequeña posible que forma parte de un elemento químico y que mantiene sus propiedades características en función del número de protones en su núcleo.

Ejemplos de átomos

A partir del primer concepto de átomo, cualquier elemento que aparece en la tabla periódica está formado por un tipo particular de átomo. Así, son ejemplos de átomos los átomos de H, He, C, N, Fe, y los demás.

Como no todos los átomos de hidrógeno son iguales entre sí, podría resultar un poco ambiguo hablar de “el” átomo de hidrógeno, “el” átomo de carbono, etc. Para evitar esta ambigüedad, podemos especificar el isótopo particular. Entonces, algunos ejemplos de átomos podrían ser:

• El átomo de hidrógeno-1, o ¹H (también llamado protio).
• El átomo de hidrógeno-2, o ²H (también llamado deuterio).
• El átomo de carbono-14, o ¹⁴C.
• El átomo de hierro-56, o ⁵⁶Fe.

Ejemplos de partículas que NO son átomos

Es importante aprender a distinguir entre diferentes tipos de partículas que a veces se confunden con los átomos:

• Las partículas subatómicas como los protones, neutrones, electrones y demás, no son átomos. Ninguna de estas partículas satisface ninguno de los dos conceptos que definen el átomo.
• Los iones monoatómicos como el ion H⁺, el Na⁺, el Cl^– y así sucesivamente, no son ejemplos de átomos ya que no son neutros. Son, por definición, especies con una carga eléctrica neta, lo que los descarta en base al segundo concepto de átomo. Lo mismo se puede decir de los iones poliatómicos tales como el nitrato (NO₃^–) o el ion peróxido (O₂^2-).
• Los elementos moleculares como el hidrógeno molecular (H₂), el nitrógeno molecular (N₂), el fósforo blanco (P₄), etc., están formados por átomos iguales enlazados entre sí, pero no son átomos en sí; son moléculas que se pueden dividir en átomos individuales.
• Lo mismo se puede decir de cualquier compuesto, ya que, por definición, estos están formados por más de un elemento químico, y, por lo tanto, por más de un tipo de átomo.

Aclaratoria sobre el átomo de hidrógeno

El hidrógeno a veces puede causar un poco de confusión debido al hecho de que su isótopo más común, el protio o ¹H consiste en tan solo un protón rodeado de un electrón. Sin embargo, se debe notar que el hidrógeno (neutro) sí que se ajusta al concepto de átomo, ya que es una partícula neutra con 1 protón, lo que lo identifica como átomo de hidrógeno.

Al perder su único electrón, ya deja de considerarse un átomo para convertirse en un ion.

Referencias

Chang, R., Manzo, Á. R., López, P. S., & Herranz, Z. R. (2020). Química (10.^a ed.). New York City, NY: MCGRAW-HILL.

Flowers, P., Neth, E. J., Robinson, W. R., Theopold, K., & Langley, R. (2019). Chemistry: Atoms First 2e. Houston, Texas: OpenStax. Recuperado de https://openstax.org/books/chemistry-atoms-first-2e/pages/1-2-phases-and-classification-of-matter

Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., Robinson, W. R., (2019). Chemistry 2e. Recuperado de https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/1-1-chemistry-in-context