Los átomos, se conocen como la unidad estructural esencial de la materia, se componen de partículas aún más pequeñas. No obstante, los átomos en sí se componen de un núcleo atómico central, el cual contiene dos tipos de partículas subatómicas con igual peso: los (protones), los cuales poseen una carga positiva, los (neutrones), los cuales no tiene carga. Otras partículas subatómicas denominadas (electrones), giran alrededor del núcleo atómico. Los electrones son partículas más livianas con carga negativa. Un átomo tiene el mismo número de electrones como de protones; por lo que debe ser electrónicamente neutro.
Existe en la naturaleza “92” tipos de átomos, cada uno de los cuales forma la unidad estructural de un elemento diferente. Un “elemento”, es una sustancia que no puede descomponerse ni convertirse en otras sustancias mediante procesos químicos comunes. El número de protones que existe en un núcleo, conocido como (número atómico), es característico de cada elemento. por ejemplo, cualquier átomo de hidrógeno que contiene un protón en su núcleo; cualquier átomo de carbono, seis protones, y cualquier átomo de oxígeno, ocho. Cada elemento tiene propiedades químicas únicas basadas en el número y la configuración de sus partículas subatómicas. Unos átomos, como el oxígeno y el hidrógeno, son gases a temperatura ambiente, mientras que otros, como el plomo, son sólidos muy densos. La mayoría de los elementos son muy escasos y relativamente pocos de ellos resultan indispensables para la vida en nuestro planeta.
Los átomos de un mismo elemento pueden tener varios números de neutrones. Cuando esto sucede, los átomos se denominan (isotopos) de ese elemento. algunos isotopos, si bien no todos, son radioactivos, es decir, se desintegran espontáneamente para formar diferentes tipos de átomos y liberan energía en el proceso. Los isotopos radioactivos son herramientas muy útiles en el estudio de procesos biológicos.
Niveles de energía (capas) y electrones
Los electrones se repelen mutuamente como, por ejemplo, los imanes en los polos iguales. Debido a su carga eléctrica negativa, y son atraídos hacia los protones del núcleo, los cuales tienen carga positiva. No obstante, a causa de su repulsión mutua, sólo cantidades restringidas de electrones pueden ocupar el espacio más cercano al núcleo. Un átomo grande puede dar capacidad a muchos electrones, porque éstos se encuentran en órbitas cada vez más alejadas del núcleo. Los electrones se mueven dentro de espacios tridimensionales limitados denominados (capas de electrones), cada una de las cuales corresponden a mayores niveles de energía conforme se aleja del núcleo.
Dominio Público
La capa de electrones más próxima al núcleo atómico es la más chica y sólo puede aguantar a dos electrones. Los electrones en esta capa se encuentran en el nivel de energía más bajo. Esta primera capa es la única en los átomos de hidrógeno y de helio. La segunda capa, que corresponde a un nivel de energía superior, puede contener hasta ocho electrones. Los electrones de un átomo colman primero la capa más cercana al núcleo y luego empiezan a ocupar las capas de mayor nivel. Así, un átomo de carbono con seis electrones conserva dos en la primera capa. Sin embargo, los átomos grandes pueden tener capas de energía complejas, todos los átomos que son importantes para la vida a excepción del hidrógeno, necesitan o se comportan como si necesitaran de ocho electrones para completar sus capas más externas; esto se conoce como (regla del octeto).
Elementos habituales en los organismos vivos:
Hidrógeno (H)
Helio (He)
Carbono (C)
Nitrógeno (N)
Oxígeno (O)
Sodio (Na)
Magnesio (Mg)
Fósforo (P)
Azufre (S)
Cloro (Cl)
Potasio (K)
Calcio (Ca)
Hierro (Fe)
Los núcleos y las capas de electrones desempeñan papeles complementarios en los átomos. Los núcleos (si no son radioactivos), ofrecen estabilidad, entre tanto que las capas de electrones permiten interacciones, o conexiones, con otros átomos. Los núcleos que se resisten a perturbaciones por fuerzas externas. Las fuentes ordinarias de energía, como el calor, la electricidad y la luz, escasamente so los pueden afectar. Como su núcleo es estable, un átomo de carbono sigue siendo de carbono, ya sea que forme parte de un diamante, del dióxido de carbono, o del azúcar. Las capas de electrones, en cambio son dinámicos, los átomos se unen entre sí, ganando, perdiendo o compartiendo electrones.
