¿Qué me impide caer en un montón de átomos?

Los átomos se unen para formar moléculas. La parte positiva del átomo (el núcleo, en el centro) puede ser atraída por los electrones de otros átomos, y viceversa. Eso está limitado por las formas en que los electrones se repelen entre sí, por lo que los átomos se unen de algunas maneras y no de otras, pero aún así terminas con una increíble variedad de moléculas diferentes.

Y las moléculas se adhieren entre sí. Hay muchas formas diferentes de hacerlo. Algunas moléculas siguen agregando más y más átomos en una estructura regular, formando un cristal que de alguna manera es solo una molécula gigante. Algunas moléculas son muy largas y se retuercen entre sí, formando fibras o masas largas. Algunas de esas fibras se superponen como una alfombra tejida para formar una membrana. Esa membrana puede mantener unidas las partes de la célula, y las células se adhieren entre sí formando músculos y órganos.

Un caso muy especial es el agua, que se adhiere solo un poco. El agua está hecha de dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno. Los hidrógenos están unidos muy estrechamente al oxígeno y, por la misma razón, están ligeramente atraídos por otros oxígenos en las moléculas de agua cercanas. Entonces el agua se pega un poco a sí misma, por eso es líquida.

Algunos átomos y moléculas no se sienten atraídos por cada uno. De hecho, se desmoronan en una pila gigante de átomos o moléculas. Eso es un gas: estás rodeado por el aire que está formado por moléculas individuales totalmente desconectadas entre sí. Si la gravedad de la tierra no lo estuviera reteniendo, volarían al espacio para siempre.

Podría estar (y probablemente) estar equivocado acerca de los detalles de esto, pero la fuerza fuerte mantiene unidos nuestros núcleos atómicos. Las moléculas mismas se mantienen unidas por la fuerza electromagnética. (Habría podido aprender esto en la química de la escuela secundaria a través de las explicaciones de los enlaces iónicos y los enlaces covalentes). La fuerza fuerte solo actúa en distancias extremadamente cortas, pero es capaz de detener la fuerza electromagnética repulsiva que tendería a separar los protones dentro de un átomo. La fuerza electromagnética es aproximadamente (1/137) la fuerza de la fuerza fuerte (si no recuerdo mal de la física) pero puede actuar sobre distancias arbitrariamente grandes; Por ejemplo, la fuerza electromagnética es responsable de nuestra capacidad de ver estrellas a muchos años luz de distancia.

La fuerza débil con la que estoy un poco más difusa, pero es responsable de gobernar la desintegración radiactiva, y la gravedad (fuerza gravitacional) es, con mucho, la fuerza más débil, pero es algo sobre lo que todos estamos familiarizados. La fuerza débil es aproximadamente una millonésima tan fuerte como la fuerza fuerte (10 ^ -6) y la gravedad es aproximadamente (10 ^ -40) tan fuerte como la fuerza fuerte. La fuerza débil, como la fuerza fuerte, actúa sobre distancias cortas (aunque creo que “ligeramente” más que la fuerza fuerte), y la gravedad, como la fuerza electromagnética, actúa sobre distancias arbitrariamente grandes.

¡Guauu! Pregunta profunda … La respuesta real implica entropía y toneladas de cosas, algunas de las cuales aún no entendemos completamente la respuesta. Y veo que Joshua Engel ya proporcionó una muy buena explicación. Pero si tuviera que abordar esta pregunta de un niño de 14 años, los empujaría en una dirección para que se exploraran a sí mismos.

Como ella preguntó acerca de los átomos, supongo que sabe sobre protones, electrones y neutrones (o en general, cargas). Ahora todos sabemos que los cargos “similares” se repelen entre sí. Todos los núcleos de átomos están cargados positivamente debido a los protones y toda la materia está hecha de átomos. Cuando se presentan dos cargas positivas de tal manera que la distancia entre ellas llega a cero, la fuerza de repulsión entre ellas alcanza el infinito (Ver: Ley de Coulomb). Ergo, nunca podemos hacer eso.

Entonces, si toda la materia está hecha de estos cargos, ¿podemos decir verdaderamente que dos objetos pueden “tocarse” entre sí? Nuestra definición convencional de tacto es que la distancia cae a cero. Pero acabamos de argumentar que la distancia nunca puede ser cero.

Entonces, ¿qué significa siquiera tocar algo? 😉

Electricidad. Esos átomos están unidos en moléculas a través de enlaces eléctricos de diferentes tipos.