¿Cómo existen los átomos?

Buena pregunta, pero de hecho parece que quieres señalar algo más de todos modos, solo voy a responder esta pregunta

En la mayoría de las respuestas puede ver una explicación como cómo es la estructura del átomo, sus propiedades, etc. Pero la realidad es un poco diferente

Entonces estamos hablando de átomos, ¿verdad? Se refiere al micro mundo. Significa que aquí podemos aplicar la mecánica cuántica. La pregunta “¿cómo sabes que los átomos existen?” Viene de “¿cuál será la partícula más pequeña que obtienes al dividir cualquier objeto sin cesar?” Anteriormente se pensaba que los átomos son una de las partículas elementales que son indivisibles , es decir, son las más pequeñas. pero más tarde se descubrieron partículas subatómicas (protones, electrones y neutrones), pero ahora hay una teoría de cuerdas que establece que cada objeto en este universo está hecho de cuerdas ridículamente pequeñas y si algo es aún más pequeño que eso, aún no se ha descubierto .

Los átomos también son parte de este universo, por lo que también interactúan con tres de las cuatro fuerzas del universo (gravedad, fuerza electromagnética, interacción fuerte e interacción débil). Su estructura se basa en la fuerza electromagnética, la interacción fuerte y la interacción débil.

Los átomos consisten en núcleo (protón + neutrón) y electón.

(Pero este modelo no representa un átomo completamente, lo discutiré más adelante)

Los electrones son partículas cargadas negativamente que son retenidas por protones cargados positivamente en el núcleo por la fuerza electromagnética [nota: los neutrones son partículas cargadas neutralmente, lo que significa que no poseen nada negativo (-) ni positivo (+), por lo que no contribuyen nada en la atracción de electrones ] Como es fácil de distinguir porque sabemos que en un imán, a diferencia de las cargas, se atraen entre sí (por ejemplo, el polo norte atrae al polo sur). Por lo tanto, la cantidad de electrones que se pueden colocar en un átomo depende completamente de la cantidad de protones en el núcleo (no neutrones). Pero el misterio por qué los electrones no se acercan al núcleo es como “¿por qué los planetas no se acercan a sus estrellas?”. Se había teorizado que los electrones, a diferencia de otros objetos en el mundo macro, no dejan de estar en su estado fundamental (siempre poseen al menos una pequeña cantidad de energía).

Tómelo simplemente, generalmente si levanta un objeto desde el suelo hasta una cierta altura (aquí la energía potencial de energía) y lo libera, luego simplemente se estrellará contra el suelo (la energía potencial se convierte en energía cinética y después de llegar al suelo pierde) energía en forma de sonido, calor y una cantidad realmente pequeña de luz), por lo tanto, tiende a estar en el nivel de energía más bajo posible, pero los electrones en el micro mundo no hacen lo mismo que les gusta aprovechar al menos una pequeña cantidad de energía y entonces gana en mantener la distancia del núcleo al superar la fuerza electromagnética (pero no demasiado o será expulsado del átomo)

Ahora, la siguiente parada es el núcleo, pero parece haber un problema de acuerdo con la fuerza electromagnética, ya que las cargas deben repeler (‘+’ debe repeler ‘+’), pero aquí podemos ver protones que se mantienen apretados. Aquí podemos culpar a la interacción fuerte que actúa entre distancias considerablemente pequeñas y es la más fuerte de las cuatro fuerzas del universo. Los átomos de diferentes elementos se forman en el núcleo de una estrella por un proceso llamado fisión nuclear, donde los átomos se acercan entre sí y supera la fuerza electromagnética y colisiona dos núcleos positivos en uno

Pero la masa del núcleo es aproximadamente más del doble que la suma de la masa de todos los electrones. Esto se debe a los neutrones. Pero, ¿cómo podemos saber cuánto neutrón debe estar allí? En general, los neutrones tienen un número doble en comparación con los protones [nota: como el átomo contiene el mismo número de protones y electrones, se considera en su conjunto como neutro] . Pero si se están formando al chocar dos núcleos en uno, entonces aquí pueden surgir preguntas “¿por qué todos los átomos de un elemento específico contienen un número par / cierto de protones y neutrones?” Aquí puede culpar a otra fuerza llamada interacción débil que tiene el poder de girar neutrones en protones o viceversa. A este proceso lo llamamos desintegración beta.

Pero, aquí hay una estructura de átomo más realista

De hecho, esto no tiene nada que ver con su pregunta. Si todavía quieres saberlo, solo comenta abajo

Los átomos fueron considerados por primera vez como el elemento más pequeño de la materia. ¿Qué sucede si tomas algo y lo cortas por la mitad, luego lo cortas por la mitad y continúas? El concepto original de un átomo se deriva de un supuesto resultado de este experimento mental. Eventualmente terminaste con algo que no se pudo cortar. De hecho, la palabra átomo proviene de la palabra griega que significa no cortable.

Por supuesto, convertir este experimento mental en uno real no es práctico, por lo que la existencia de átomos se debatió durante siglos. El estudio sistemático de la química permitió a John Dalton formular la teoría moderna de los átomos. Se basa en la observación de que diferentes materiales reaccionan entre sí en relaciones de masa fijas. Por ejemplo, si combina químicamente hidrógeno y oxígeno para formar agua, siempre encontrará que la masa del oxígeno utilizado es 8 veces la masa del hidrógeno. Se descubrió que todas las reacciones químicas se comportan de esta manera. Así es como todas las sustancias químicas conocidas, hechas de moléculas, podrían construirse a partir de un número mucho menor de átomos. Si la materia consistía en partículas diminutas que solo se combinarían de ciertas maneras, así es como deben ser las cosas.

Pero eso no excluye otras posibilidades. Los mismos resultados experimentales también se encontrarían si existiera alguna peculiaridad en el funcionamiento de la química que forzara este comportamiento. Entonces, ¿qué otra evidencia hay?

El estudio de gases mostró que había una relación entre la temperatura, la masa, el volumen y la presión de todos los gases. La teoría cinética de los gases establece que los gases están hechos de partículas idénticas que se mueven a gran velocidad y rebotan entre sí y las paredes de su contenedor. El retroceso de estos rebotes es la fuente de presión y la velocidad está determinada por la masa y la temperatura. A partir de estos supuestos, se puede predecir el comportamiento de los gases. Así que aquí tenemos otro fenómeno muy diferente, que se explica por los supuestos de que la materia está hecha de pequeños pedazos.

Esta evidencia fue suficiente para la mayoría de las personas, pero no para todos. Pensaban que los átomos y las moléculas eran solo una ficción conveniente que ayudaba a obtener la respuesta correcta, pero no tenían realidad física. Esto no es tan tonto como podría parecer. Tales ficciones convenientes existen. Un ejemplo de esto son las líneas de fuerza magnéticas. Las fuerzas magnéticas actúan a lo largo de estas líneas y son una forma conveniente de calcular muchos efectos en el electromagnetismo. Pero en realidad no existen.

El factor decisivo provino de una persona bien conocida, pero la mayoría de las personas se sorprenden al saber que fue Albert Einstein. En uno de los cuatro artículos increíbles que publicó en 1905, demostró que el movimiento browniano podría explicarse asumiendo que la materia estaba compuesta de pequeñas partículas. Su artículo no solo predijo cómo debería verse el movimiento, sino que también permitió el cálculo de la masa de una sola molécula. En este punto, ningún científico dudaba seriamente de la existencia de átomos. Hubo demasiados tipos diferentes de fenómenos que fueron explicados por la teoría atómica tanto cualitativa como cuantitativamente.

Pero ahora tenemos aún más evidencia. Aquí hay algunos ejemplos:

La descripción mecánica cuántica de los átomos predice, con una precisión asombrosa, los detalles de los espectros atómicos.

Los iones individuales (átomos con carga eléctrica) pueden manipularse con campos eléctricos y magnéticos.

Incluso hay mapas de elevación de superficies que muestran las protuberancias causadas por átomos individuales.

¡Esta tecnología incluso se ha utilizado para modelar el logotipo de IBM con átomos individuales!

Si lo explico, tomará más tiempo. Lo digo brevemente.

Primero debes saber qué es el átomo?

Entonces llegaremos a su pregunta.

¿Qué es un átomo? – un átomo es la cantidad más pequeña posible asociada con un elemento químico. Por ejemplo, un átomo de oro puede llamarse como la cantidad más pequeña de oro que pueda tener. ¡La palabra ‘pequeño’ literalmente señala a nanoscópicamente pequeño! Un átomo es miles de veces más pequeño que un cabello humano.

Por lo tanto, no hay posibilidad de que pueda ver uno sin la ayuda de un microscopio electrónico extremadamente poderoso. Si destruyes una variedad de cosas, se revelaría que toda la materia presente a nuestro alrededor está formada por diferentes tipos de átomos. Por ejemplo, los seres vivos generalmente están hechos de átomos de hidrógeno, carbono y oxígeno.

Es vital tener en cuenta que estos son solo tres de los 100 elementos químicos que han sido descubiertos por los científicos. Prácticamente puede pensar en hacer algo uniendo átomos de diferentes elementos similares a los bloques LEGO.

Partes de un átomo

Los átomos contienen tres partículas subatómicas diferentes presentes dentro de ellos; a saber, protones, electrones y neutrones. Los neutrones y protones están envueltos juntos en el centro de un átomo. Esta región se llama como el núcleo . Por otro lado, los electrones que son bastante más pequeños, se aceleran alrededor del exterior.

Siempre que las personas dibujan estructuras de átomos, se muestra que los electrones giran en órbitas alrededor del núcleo. Para ser precisos, los electrones se mueven rápidamente y nunca sabrás dónde hay en diferentes momentos.

• Si ahora está familiarizado con ‘¿Qué es un átomo?’, Entonces aprender sobre conceptos asociados como el número atómico y la masa atómica lo iluminaría aún más. Tenga en cuenta que la cantidad de protones y electrones en un átomo permanece igual. Además, la cantidad de neutrones es casi la misma que la cantidad de protones, sin embargo, esta situación sigue siendo un poco rara.
• El número de protones presentes en un átomo conduce al término número atómico . Un número atómico 1 señala que el átomo es hidrógeno. Del mismo modo, un número atómico 2 revela un átomo de helio.
• El número total de neutrones y protones, cuando se suman, nos da la masa atómica relativa. Por ejemplo, el hidrógeno tiene una masa atómica relativa de 1, mientras que el helio tiene una masa atómica relativa 4. Para decirlo de manera precisa, podemos decir que un átomo de helio es cuatro veces más denso que el átomo de hidrógeno.
• Finalmente podemos responder tu pregunta

¿Cómo saber si existen átomos?

Si no podemos ver los átomos, ¿cómo podríamos saber que realmente existe? Se sabe que la ciencia ofrece piezas de evidencia para cada uno de sus conceptos. Por lo tanto, la evidencia para demostrar que los átomos realmente existen se ofrece en una variedad de formas. Los científicos han dividido activamente los átomos grandes en versiones más pequeñas.

Basado en una serie muy popular de experimentos de principios del siglo XX, Ernest Rutherford dirigió al equipo que disparó partículas hacia los átomos y los observó cuidadosamente. Reveló cómo se organizaron las órbitas en el interior de un átomo típico.

Además, se sabe que algunas sustancias son radiactivas; es decir, se fragmentan naturalmente en sustancias más simples y emiten pequeñas partículas en el proceso. Una vez más, todo esto tiene sentido cuando existen átomos y están hechos de partículas más pequeñas.

Además, existen numerosas pruebas para demostrar la presencia de partículas de electrones. Su contribución al poder de cosas como el magnetismo y la electricidad es bastante reconocida.

Técnicamente, los átomos no existen en absoluto. Son un MODELO útil que usamos para describir la masa-materia. Los átomos existen “en papel”. Cada átomo en el Universo tiene la misma composición básica (en papel). La construcción de los átomos difiere de un modelo a otro. El modelo más común es aquel en el que los protones y los neutrones están compactados y apretados en el núcleo del átomo (llamado núcleo) y los electrones orbitan dicho núcleo.

Un segundo modelo que prefieren los físicos cuánticos es aquel en el que las tres partículas son ondas. La materia agita para ser exactos. Los electrones no son partículas en este modelo. Son, más bien, ondas estacionarias con un número entero de longitudes de onda que encierran la llamada capa esférica de la órbita. Lo mismo para los protones y neutrones; porque ellos también se consideran ondas de materia.

Un tercer modelo es similar al segundo, pero da un paso más: cada nucleón (partículas que existen en el núcleo) está formado por tres “quarks” que son cuerdas vibratorias.

Es desafortunado que cuando hablamos de átomos, olvidamos o ignoramos totalmente el concepto de Cantidades Fundamentales (FQ). Hay SIETE FQ en nuestro Universo. Los cuatro primeros son: 1) Espacio (como en “distancia”); 2) tiempo; 3) Materia (masa y / o energía); 4) Cargo. Un FQ es una cantidad que NO PUEDE definirse, pero puede medirse. Las partículas mencionadas anteriormente tienen FQ como sus propiedades. Como no podemos definir FQ, se deduce que no podemos definir estas partículas y, por lo tanto, no podemos decir cómo existen los átomos porque contienen materia con propiedades desconocidas para nosotros.

Los electrones, protones y quarks tienen FQ de masa / energía y carga y tienen propiedades de velocidad, por lo tanto tienen el FQ de espacio y tiempo. Incluso los neutrones, que son técnicamente neutrales en carga, pueden considerarse que tienen carga, porque se cree que están hechos de quarks. Los quarks que forman un neutrón tienen carga. Sucede que su carga suma hasta cero. Dado que nuestros modelos de átomos son construcciones de materia que son básicamente FQ, podemos decir que realmente no podemos decir que los átomos existen.

Conclusión: los átomos existen solo “en papel”.

Hmm … tu pregunta es un poco confusa y no estoy seguro de poder responder lo que estás esperando. Sin embargo, intentaré todas las posibilidades,

1. La mayoría de las veces, existen en forma de compuestos. Cada átomo tiene una tendencia a tener un conjunto particular de electrones, con fines de estabilidad, y cuando no pueden hacerlo por su cuenta, buscan a otros con la esperanza de colaborar y obtener la configuración requerida. Esto da como resultado la formación de compuestos.
2. Algunos nacen para ser solteros . Estos átomos tienen ese conjunto particular de electrones, ¡por eso no necesitan a nadie y viven su vida solos, para siempre! Los llamamos elementos nobles .
3. No se puede hablar de su fase, porque la fase es una propiedad macroscópica que es el resultado del tipo de colaboración que tienen los átomos. Si se conocen muy bien, se unirán demasiado fuerte para que los nombremos como sólidos. Y asimismo otras fases.
4. Sí, existen como partículas y ondas , ¡ambas! Son lo suficientemente pequeños como para exhibir propiedades de partículas y ondas.
5. Y el único, Hidrógeno . Es el único elemento que se traiciona mucho. Quiero decir, muchas veces. ¡No tiene vida, ni padres, ni esposa, nada! Quiero decir que es como dhobi ka kutta na ghar ka na ghaat ka. Si está familiarizado con la química orgánica, lo sabe mejor que yo.

Puede que me falten algunos puntos en este momento, pero la única conclusión que puedo sacar es que existen de una manera mucho más interesante que la que hemos leído en los libros de texto.

Había plasma quark-gluon al principio. Que se condensó en neutrones. Los neutrones se descomponen en protones y electrones. Los protones, los electrones y los neutrones se unieron para formar un átomo. Así es como surgió el átomo.

Los átomos en la naturaleza siempre existen en forma molecular, ya que en esta forma la energía total de todos los átomos que constituyen la molécula disminuye en virtud de fuerzas atractivas que intentan unirlos y, por lo tanto, también intentan estabilizarla.

¡No existe, si no lo haces!

AG