Como Peter Hand respondió, normalmente diría que el número de protones determina las propiedades de un átomo, pero esas propiedades dependen principalmente de la estructura de las capas de electrones que resultan del número particular de protones.
La mecánica cuántica es responsable de determinar las posibles capas de electrones. Entonces, por ejemplo, la capa más cercana al núcleo puede contener hasta dos electrones, y la siguiente capa puede contener ocho. Los electrones más alejados del núcleo tienen una alta energía potencial (el trabajo requerido para tirar del electrón lejos del núcleo en oposición a su fuerza de atracción), y esa energía potencial se libera como energía electromagnética cuando el electrón cae en una capa inferior desocupada.
A temperaturas normales, la segunda ley de la termodinámica (aumenta la entropía) dicta que los electrones cederán tanta energía potencial como puedan, por lo que se encontrarán en las capas que minimizan su energía potencial.
- ¿Qué tipo de fuerza actúa sobre un electrón cuando se mueve a su alrededor?
- ¿Por qué se desprende un neutrino electrónico en la captura de electrones?
- ¿Qué hace una resistencia en un circuito? ¿Obstruye el flujo de electrones o los acelera?
- ¿Un electrón realmente viaja miles de millas cuando uso un servidor en otro país?
- ¿Cómo los electrones que se mueven en un conductor aplicado a un campo eléctrico poseen energía potencial?
Los elementos aislados tenderán a tener la misma cantidad de electrones que los protones, por lo que su carga eléctrica general es cero. Se necesitaría mucha energía para extraer algunos de los electrones y crear un átomo con una carga total diferente. Cuando varios átomos están cerca, los átomos pueden compartir electrones para lograr la menor energía potencial total, y eso significa que normalmente los veremos en ese estado. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno compartirán dos electrones, dándoles ambas capas completas, que es su configuración preferida de menor energía. Los dos átomos están unidos en una molécula de hidrógeno. Los químicos llaman a esto un enlace covalente.
Todas las reacciones químicas del átomo están determinadas por tales procesos. Sin embargo, no todas las propiedades del átomo provienen de esto. La densidad del material está fuertemente influenciada por la gran cantidad de protones y neutrones, y el punto de fusión de un material también está influenciado por eso.
