La estructura de los átomos: partículas elementales de materia, electrones, protones, neutrones.
Todos los cuerpos físicos en la naturaleza están hechos de un tipo de materia llamada materia. Las sustancias se dividen en dos grupos principales: sustancias simples y complejas.
Las sustancias complejas son aquellas sustancias que, mediante reacciones químicas, pueden descomponerse en otras sustancias más simples. A diferencia de las sustancias complejas, las sustancias simples son aquellas que no pueden descomponerse químicamente en sustancias aún más simples.
Un ejemplo de sustancia compleja es el agua, que a través de una reacción química se puede descomponer en otras dos sustancias más simples: hidrógeno y oxígeno. En cuanto a los dos últimos, ya no pueden descomponerse químicamente en sustancias más simples y, por lo tanto, son sustancias simples o, en otras palabras, elementos químicos.
En la primera mitad del siglo XIX, en la ciencia se suponía que los elementos químicos eran sustancias sin cambios que no tenían una relación común entre sí. Sin embargo, el científico ruso D. I. Mendeleev (1834 - 1907) por primera vez en 1869revela la relación de los elementos químicos, mostrando que la característica cualitativa de cada uno de ellos depende de su característica cuantitativa - peso atómico.
Al estudiar las propiedades de los elementos químicos, D. I. Mendeleev notó que sus propiedades se repetían periódicamente según su peso atómico. Mostró esta periodicidad en forma de tabla, que ingresó a la ciencia con el nombre de "Tabla periódica de elementos de Mendeleev".
A continuación se muestra la tabla periódica moderna de elementos químicos de Mendeleev.
Átomos
De acuerdo con los conceptos científicos modernos, cada elemento químico consiste en una colección de partículas materiales (materiales) más pequeñas llamadas átomos.
Un átomo es la fracción más pequeña de un elemento químico que ya no puede descomponerse químicamente en otras partículas materiales más pequeñas y simples.
Los átomos de elementos químicos de diferente naturaleza difieren entre sí en sus propiedades fisicoquímicas, estructura, tamaño, masa, peso atómico, energía propia y algunas otras propiedades. Por ejemplo, el átomo de hidrógeno difiere mucho en sus propiedades y estructura del átomo de oxígeno, y este último del átomo de uranio, y así sucesivamente.
Se encuentra que los átomos de los elementos químicos son extremadamente pequeños en tamaño. Si asumimos condicionalmente que los átomos tienen forma esférica, entonces sus diámetros deben ser iguales a cien millonésimas de centímetro. Por ejemplo, el diámetro de un átomo de hidrógeno, el átomo más pequeño de la naturaleza, es una cienmillonésima parte de un centímetro (10-8 cm), y el diámetro de los átomos más grandes, por ejemplo, el átomo de uranio, no supera los trescientos millonésimas de centímetro (3 10-8 cm).Por tanto, el átomo de hidrógeno es tantas veces más pequeño que la esfera de un centímetro de radio, como ésta última es más pequeña que el globo.
Debido al tamaño muy pequeño de los átomos, su masa también es muy pequeña. Por ejemplo, la masa de un átomo de hidrógeno es m = 1,67 · 10-24 Esto significa que un gramo de hidrógeno contiene alrededor de 6 · 1023 átomos.
Como unidad convencional de medida de los pesos atómicos de los elementos químicos se toma 1/16 del peso de un átomo de oxígeno. De acuerdo con este peso atómico de un elemento químico, se llama un número abstracto que indica cuántas veces el peso de un elemento químico dado es más de 1/16 del peso de un átomo de oxígeno.
En la tabla periódica de los elementos de D. I. Mendeleev, se dan los pesos atómicos de todos los elementos químicos (ver el número debajo del nombre del elemento). De esta tabla vemos que el átomo más ligero es el átomo de hidrógeno, que tiene un peso atómico de 1,008. El peso atómico del carbono es 12, el oxígeno es 16, y así sucesivamente.
En cuanto a los elementos químicos más pesados, su peso atómico supera el peso atómico del hidrógeno en más de doscientas veces. Entonces, el valor atómico del mercurio es 200,6, el del radio es 226, y así sucesivamente. Cuanto mayor sea el orden numérico ocupado por un elemento químico en la tabla periódica de elementos, mayor será el peso atómico.
La mayoría de los pesos atómicos de los elementos químicos se expresan como números fraccionarios. Esto se explica en cierta medida por el hecho de que tales elementos químicos consisten en un conjunto de cuántos tipos de átomos con diferentes pesos atómicos pero con las mismas propiedades químicas.
Los elementos químicos que ocupan el mismo número en la tabla periódica de elementos y por lo tanto tienen las mismas propiedades químicas pero con diferentes pesos atómicos se denominan isótopos.
Los isótopos se encuentran en la mayoría de los elementos químicos, hay dos isótopos, calcio - cuatro, zinc - cinco, estaño - once, etc. Muchos isótopos se obtienen a través del arte, algunos de ellos tienen una gran importancia práctica.
partículas elementales de materia
Durante mucho tiempo se creyó que los átomos de los elementos químicos son el límite de la divisibilidad de la materia, es decir, los "bloques de construcción" elementales del universo. La ciencia moderna rechaza esta hipótesis al establecer que el átomo de cualquier elemento químico es un agregado de partículas materiales aún más pequeñas que el átomo mismo.
Según la teoría electrónica de la estructura de la materia, el átomo de cualquier elemento químico es un sistema formado por un núcleo central alrededor del cual giran partículas "elementales" de la materia denominadas electrones. Los núcleos de los átomos, según los puntos de vista generalmente aceptados, consisten en un conjunto de partículas materiales "elementales": protones y neutrones.
Para comprender la estructura de los átomos y los procesos físico-químicos en ellos, es necesario familiarizarse al menos brevemente con las características básicas de las partículas elementales que componen los átomos.
Se determina que un electrón es una verdadera partícula con la carga eléctrica negativa más pequeña observada en la naturaleza.
Si asumimos condicionalmente que el electrón como partícula tiene forma esférica, entonces el diámetro del electrón debería ser igual a 4 ·10-13 cm, es decir, es decenas de miles de veces más pequeño que el diámetro de cada átomo.
Un electrón, como cualquier otra partícula material, tiene masa. La "masa en reposo" del electrón, es decir, la masa que posee en estado de reposo relativo, es igual a mo = 9,1 · 10-28 G.
La "masa en reposo" extremadamente pequeña del electrón indica que las propiedades de inercia del electrón son extremadamente débiles, lo que significa que el electrón, bajo la influencia de una fuerza eléctrica alterna, puede oscilar en el espacio con una frecuencia de muchos miles de millones de períodos por segundo.
La masa del electrón es tan pequeña que se necesitan 1027 unidades para producir un gramo de electrones. Para tener al menos una idea física de este número colosalmente grande, daremos un ejemplo. Si un gramo de electrones pudiera disponerse en línea recta uno cerca del otro, entonces formarían una cadena de cuatro mil millones de kilómetros de largo.
La masa del electrón, como cualquier otra micropartícula material, depende de la velocidad de su movimiento. Un electrón en estado de reposo relativo tiene una "masa en reposo" de naturaleza mecánica, similar a la masa de cualquier cuerpo físico. En cuanto a la "masa de movimiento" del electrón, que aumenta a medida que aumenta la velocidad de su movimiento, es de origen electromagnético. Esto se debe a la presencia de un campo electromagnético en un electrón en movimiento como un tipo de materia con masa y energía electromagnética.
Cuanto más rápido se mueve el electrón, más se manifiestan las propiedades inerciales de su campo electromagnético, mayor es la masa de este último y, en consecuencia, su energía electromagnética.Dado que el electrón con su campo electromagnético representa un único sistema material conectado orgánicamente, es natural que la masa del momento del campo electromagnético del electrón se atribuya directamente al propio electrón.
El electrón, además de las propiedades de una partícula, también tiene propiedades de onda.Se estableció experimentalmente que el flujo de electrones, como un flujo de luz, se propaga en forma de movimiento ondulatorio. La naturaleza del movimiento ondulatorio del flujo de electrones en el espacio se confirma por los fenómenos de interferencia y difracción de las ondas de electrones.
Interferencia electrónica Es el fenómeno de la superposición de voluntades de electrones entre sí y la difracción de electrones: este es el fenómeno de las ondas de electrones que se doblan en los bordes de una rendija estrecha a través de la cual pasa el haz de electrones. Por tanto, el electrón no es sólo una partícula, sino una «onda de partículas», cuya longitud depende de la masa y la velocidad del electrón.
Se estableció que el electrón, además de su movimiento de traslación, también realiza un movimiento de rotación alrededor de su eje. Este tipo de movimiento de electrones se llama "spin" (de la palabra inglesa "spin" - huso). Como resultado de este movimiento, el electrón, además de las propiedades eléctricas debidas a la carga eléctrica, también adquiere propiedades magnéticas, asemejándose en este aspecto a un imán elemental.
Un protón es una partícula real con una carga eléctrica positiva igual en valor absoluto a la carga eléctrica de un electrón.
La masa del protón es 1,67 ·10-24 r, es decir, aproximadamente 1840 veces mayor que la "masa en reposo" del electrón.
A diferencia de un electrón y un protón, un neutrón no tiene carga eléctrica, es decir, es una partícula de materia "elemental" eléctricamente neutra. La masa del neutrón es prácticamente igual a la masa del protón.
Los electrones, protones y neutrones que forman los átomos interactúan entre sí. En particular, los electrones y los protones se atraen como partículas con cargas eléctricas opuestas.Al mismo tiempo, electrón de electrón y protón de protón se repelen como partículas con las mismas cargas eléctricas.
Todas estas partículas cargadas eléctricamente interactúan a través de sus campos eléctricos. Estos campos son un tipo especial de materia que consiste en una colección de partículas materiales elementales llamadas fotones. Cada fotón tiene una cantidad estrictamente definida de energía (cuanto de energía) inherente a él.
La interacción de las partículas de los materiales materiales eléctricamente cargados tiene lugar a través del intercambio de fotones entre sí. La fuerza de interacción de las partículas cargadas eléctricamente se suele denominar fuerza eléctrica.
Los neutrones y los protones en los núcleos de los átomos también interactúan entre sí. Sin embargo, esta interacción entre ellos ya no se produce a través de un campo eléctrico, ya que el neutrón es una partícula de materia eléctricamente neutra, sino a través de la llamada campo nuclear
Este campo también es un tipo especial de materia que consiste en una colección de partículas materiales elementales llamadas mesones... La interacción de neutrones y protones tiene lugar a través del intercambio de mesones entre sí. La fuerza de interacción entre neutrones y protones se llama fuerza nuclear.
Se ha establecido que las fuerzas nucleares actúan en los núcleos de los átomos a distancias extremadamente pequeñas, alrededor de 10 a 13 cm.
Las fuerzas nucleares superan con creces las fuerzas eléctricas de repulsión mutua de los protones en el núcleo de un átomo. Esto lleva al hecho de que son capaces no solo de vencer las fuerzas de repulsión mutua de los protones dentro de los núcleos de los átomos, sino también de crear sistemas de núcleos muy fuertes a partir de la colección de protones y neutrones.
La estabilidad del núcleo de cualquier átomo depende de la proporción de dos fuerzas en conflicto: nuclear (atracción mutua de protones y neutrones) y eléctrica (repulsión mutua de protones).
Las poderosas fuerzas nucleares que actúan en los núcleos de los átomos contribuyen a la transformación de neutrones y protones entre sí. Estas interacciones de neutrones y protones tienen lugar como resultado de la liberación o absorción de partículas elementales más ligeras, por ejemplo mesones.
Las partículas consideradas por nosotros se llaman elementales porque no consisten en un agregado de otras partículas de materia más simples. Pero al mismo tiempo, no debemos olvidar que son capaces de transformarse unos en otros, de surgir a expensas del otro. Así, estas partículas son unas formaciones complejas, es decir, su naturaleza elemental es condicional.
Estructura química de los átomos.
El átomo más simple en su estructura es el átomo de hidrógeno. Consiste en una colección de solo dos partículas elementales: un protón y un electrón. El protón en el sistema de átomos de hidrógeno juega el papel de un núcleo central alrededor del cual gira un electrón en una órbita determinada. En la Fig. 1 muestra esquemáticamente un modelo del átomo de hidrógeno.
Arroz. 1. Diagrama de la estructura del átomo de hidrógeno.
Este modelo es sólo una aproximación aproximada de la realidad. El hecho es que el electrón como "onda de partículas" no tiene un volumen claramente demarcado del ambiente externo. Y esto significa que no se debe hablar de una órbita lineal exacta del electrón, sino de una especie de nube de electrones. En este caso, el electrón ocupa con mayor frecuencia alguna línea media de la nube, que es una de sus posibles órbitas en el átomo.
Debe decirse que la órbita del electrón en sí no es estrictamente invariable y estacionaria en el átomo; también, debido al cambio en la masa del electrón, realiza un cierto movimiento de rotación. Por tanto, el movimiento de un electrón en un átomo es relativamente complicado. Dado que el núcleo del átomo de hidrógeno (protón) y el electrón que gira a su alrededor tienen cargas eléctricas opuestas, se atraen entre sí.
Al mismo tiempo, la energía libre del electrón, al girar alrededor del núcleo del átomo, desarrolla una fuerza centrífuga que tiende a sacarlo del núcleo. Por lo tanto, la fuerza eléctrica de atracción mutua entre el núcleo del átomo y el electrón y la fuerza centrífuga que actúa sobre el electrón son fuerzas opuestas.
En equilibrio, su electrón ocupa una posición relativamente estable en alguna órbita del átomo. Dado que la masa del electrón es muy pequeña, para equilibrar la fuerza de atracción hacia el núcleo del átomo, debe girar a una enorme velocidad igual a unas 6·1015 revoluciones por segundo. Esto significa que un electrón en el sistema de un átomo de hidrógeno, como cualquier otro átomo, se mueve a lo largo de su órbita con una velocidad lineal superior a los mil kilómetros por segundo.
En condiciones normales, un electrón gira en un átomo del tipo que se encuentra en la órbita más cercana al núcleo. Al mismo tiempo, tiene la mínima cantidad posible de energía. Si por una u otra razón, por ejemplo, bajo la influencia de otras partículas materiales que han invadido el sistema atómico, el electrón se mueve a una órbita más alejada del átomo, entonces ya tendrá una cantidad de energía ligeramente mayor.
Sin embargo, el electrón permanece en esta nueva órbita durante un período de tiempo insignificante, después del cual gira de regreso a la órbita más cercana al núcleo del átomo.Durante este curso, cede su exceso de energía en forma de un cuanto de radiación magnética: energía radiante (Fig. 2).
Arroz. 2. Cuando un electrón se mueve de una órbita distante a una más cercana al núcleo de un átomo, emite un cuanto de energía radiante
Cuanta más energía recibe el electrón del exterior, más se mueve hacia la órbita más alejada del núcleo del átomo, y mayor es la cantidad de energía electromagnética que emite cuando gira hacia la órbita más cercana al núcleo.
Midiendo la cantidad de energía emitida por el electrón durante la transición de diferentes órbitas a la más cercana al núcleo del átomo, fue posible establecer que un electrón en el sistema de un átomo de hidrógeno, como en el sistema de cualquier otro átomo, no puede ir a una órbita aleatoria, a una estrictamente determinada de acuerdo con esta energía que recibe bajo la influencia de una fuerza externa. Las órbitas que puede ocupar un electrón en un átomo se denominan orbitales permitidos.
Dado que la carga positiva del núcleo del átomo de hidrógeno (la carga del protón) y la carga negativa del electrón son numéricamente iguales, su carga total es cero. Esto significa que el átomo de hidrógeno en su estado normal es una partícula eléctricamente neutra.
Esto es cierto para los átomos de todos los elementos químicos: el átomo de cualquier elemento químico en su estado normal es una partícula eléctricamente neutra debido a la igualdad numérica de cargas positivas y negativas.
Dado que el núcleo de un átomo de hidrógeno contiene solo una partícula "elemental": un protón, el llamado número de masa de este núcleo es igual a uno. El número de masa del núcleo de un átomo de cualquier elemento químico es el número total de protones y neutrones que forman ese núcleo.
El hidrógeno natural consiste principalmente en una colección de átomos con un número de masa igual a uno. Sin embargo, también contiene otro tipo de átomos de hidrógeno, con un número de masa igual a dos. Los núcleos de estos átomos pesados de hidrógeno, llamados deuterones, están formados por dos partículas, un protón y un neutrón. Este isótopo de hidrógeno se llama deuterio.
El hidrógeno natural contiene cantidades muy pequeñas de deuterio. Por cada seis mil átomos de hidrógeno ligero (número de masa igual a uno), solo hay un átomo de deuterio (hidrógeno pesado). Hay otro isótopo de hidrógeno, el hidrógeno superpesado llamado tritio. En el núcleo de un átomo de este isótopo de hidrógeno hay tres partículas: un protón y dos neutrones, unidas por fuerzas nucleares. El número de masa del núcleo de un átomo de tritio es tres, es decir, el átomo de tritio es tres veces más pesado que el átomo de hidrógeno ligero.
Aunque los átomos de los isótopos de hidrógeno tienen diferentes masas, todavía tienen las mismas propiedades químicas, por ejemplo, el hidrógeno ligero, al entrar en una reacción química con el oxígeno, forma una sustancia compleja con él: el agua. Asimismo, el isótopo del hidrógeno, el deuterio, se combina con el oxígeno para formar agua, que, a diferencia del agua ordinaria, se denomina agua pesada. El agua pesada se usa ampliamente en la producción de energía nuclear (atómica).
Por lo tanto, las propiedades químicas de los átomos no dependen de la masa de sus núcleos, sino únicamente de la estructura de la capa electrónica del átomo. Debido a que los átomos de hidrógeno ligero, deuterio y tritio tienen la misma cantidad de electrones (uno para cada átomo), estos isótopos tienen las mismas propiedades químicas.
No es casualidad que el elemento químico hidrógeno ocupe el primer número en la tabla periódica de elementos.El hecho es que existe cierta relación entre el número de cada elemento en la tabla periódica de elementos y la magnitud de la carga en el núcleo de un átomo de ese elemento. Puede formularse de la siguiente manera: el número de serie de cada elemento químico de la tabla periódica de elementos es numéricamente igual a la carga positiva del núcleo de ese elemento, y por tanto al número de electrones que giran a su alrededor.
Dado que el hidrógeno ocupa el primer número en la tabla periódica de los elementos, esto significa que la carga positiva del núcleo de su átomo es igual a uno y que un electrón gira alrededor del núcleo.
El elemento químico helio ocupa el segundo lugar en la tabla periódica de elementos. Esto significa que tiene una carga eléctrica positiva del núcleo igual a dos unidades, es decir, su núcleo debe contener dos protones, y en la capa de electrones del átomo, dos electrodos.
El helio natural consta de dos isótopos: helio pesado y ligero. El número de masa del helio pesado es cuatro. Esto significa que además de los dos protones mencionados anteriormente, dos neutrones más deben ingresar al núcleo del átomo de helio pesado. En cuanto al helio ligero, su número másico es tres, es decir, además de dos protones, debe entrar en la composición de su núcleo un neutrón más.
Se ha encontrado que en el helio natural el número de átomos de helio ligero es aproximadamente una millonésima parte de los átomos de gen pesado. En la Fig. 3 muestra un modelo esquemático del átomo de helio.
Arroz. 3. Diagrama de la estructura del átomo de helio.
La complicación adicional de la estructura de los átomos de los elementos químicos se debe a un aumento en la cantidad de protones y neutrones en los núcleos de estos átomos y, simultáneamente, a un aumento en la cantidad de electrones que giran alrededor de los núcleos (Fig. 4). Usando la tabla periódica de elementos, es fácil determinar la cantidad de electrones, protones y neutrones que forman diferentes átomos.
Arroz. 4. Esquemas de construcción de núcleos atómicos: 1 — helio, 2 — carbono, 3 — oxígeno
El número regular de un elemento químico es igual al número de protones en el núcleo del átomo y al mismo tiempo al número de electrones que giran alrededor del núcleo. En cuanto al peso atómico, es aproximadamente igual al número de masa del átomo, es decir, el número de protones y neutrones tomados juntos en el núcleo. Por lo tanto, restando del peso atómico de un elemento un número igual al número atómico del elemento, es posible determinar cuántos neutrones están contenidos en un núcleo dado.
Se ha establecido que los núcleos de los elementos químicos ligeros, que tienen la misma cantidad de protones y neutrones en su composición, se distinguen por una fuerza muy alta, ya que las fuerzas nucleares en ellos son relativamente grandes. Por ejemplo, el núcleo de un átomo de helio pesado es extremadamente duradero porque consta de dos protones y dos neutrones unidos por poderosas fuerzas nucleares.
Los núcleos de los átomos de los elementos químicos más pesados ya contienen en su composición un número desigual de protones y neutrones, por lo que su unión en el núcleo es más débil que en los núcleos de los elementos químicos ligeros. Los núcleos de estos elementos pueden dividirse con relativa facilidad cuando son bombardeados con "proyectiles" atómicos (neutrones, núcleos de helio, etc.).
En cuanto a los elementos químicos más pesados, especialmente los radiactivos, sus núcleos se caracterizan por una resistencia tan baja que se desintegran espontáneamente en sus partes componentes. Por ejemplo, los átomos del elemento radiactivo radio, que consisten en una combinación de 88 protones y 138 neutrones, se descomponen espontáneamente y se convierten en átomos del elemento radiactivo radón. Los átomos de este último, a su vez, se descomponen en sus partes constituyentes, pasando a los átomos de otros elementos.
Habiéndonos familiarizado brevemente con las partes constituyentes de los núcleos de los átomos de los elementos químicos, consideremos la estructura de las capas de electrones de los átomos. Como sabes, los electrones pueden girar alrededor de los núcleos de los átomos solo en órbitas estrictamente definidas. Además, están tan agrupados en la capa de electrones de cada átomo que se pueden distinguir capas de electrones individuales.
Cada capa puede contener un cierto número de electrones, que no superan un número estrictamente determinado. Entonces, por ejemplo, en la primera capa de electrones más cercana al núcleo de un átomo puede haber un máximo de dos electrones, en el segundo, no más de ocho electrones, etc.
Aquellos átomos en los que las capas de electrones exteriores están completamente llenas tienen la capa de electrones más estable. Esto significa que un átomo retiene firmemente todos sus electrones y no necesita recibir una cantidad adicional de ellos del exterior. Por ejemplo, un átomo de helio tiene dos electrones que llenan completamente la primera capa de electrones, y un átomo de neón tiene diez electrones, de los cuales los dos primeros llenan completamente la primera capa de electrones y el resto, el segundo (Fig. 5).
Arroz. 5. Diagrama de la estructura del átomo de neón.
Por lo tanto, los átomos de helio y neón tienen capas de electrones bastante estables, no tienden a cambiarlos de forma cuantitativa. Dichos elementos son químicamente inertes, es decir, no entran en interacción química con otros elementos.
Sin embargo, la mayoría de los elementos químicos tienen átomos donde las capas electrónicas externas no están completamente llenas de electrones. Por ejemplo, un átomo de potasio tiene diecinueve electrones, dieciocho de los cuales llenan completamente las primeras tres capas, y el decimonoveno está en la siguiente capa de electrones sin llenar. El llenado débil de la cuarta capa de electrones con electrones conduce al hecho de que el núcleo del átomo contiene muy débilmente el más externo: el decimonoveno electrón y, por lo tanto, este último puede eliminarse fácilmente del átomo. …
O, por ejemplo, el átomo de oxígeno tiene ocho electrones, dos de los cuales llenan completamente la primera capa y los seis restantes están ubicados en la segunda capa. Por lo tanto, para completar completamente la construcción de la segunda capa de electrones en el átomo de oxígeno, solo faltan dos electrones. Por lo tanto, el átomo de oxígeno no solo mantiene firmemente sus seis electrones en la segunda capa, sino que también tiene la capacidad de atraer hacia sí dos electrones que faltan para llenar su segunda capa de electrones. Esto lo logra por combinación química con los átomos de tales elementos en los que los electrones exteriores están débilmente asociados con sus núcleos.
Los elementos químicos cuyos átomos no tienen capas electrónicas externas completamente llenas de electrones son, por regla general, químicamente activos, es decir, entran voluntariamente en una interacción química.
Entonces, los electrones en los átomos de los elementos químicos están dispuestos en un orden estrictamente definido, y cualquier cambio en su disposición espacial o cantidad en la capa de electrones del átomo conduce a un cambio en las propiedades fisicoquímicas de este último.
La igualdad del número de electrones y protones en el sistema atómico es la razón por la cual su carga eléctrica total es cero. Si se viola la igualdad del número de electrones y protones en el sistema atómico, entonces el átomo se convierte en un sistema cargado eléctricamente.
Un átomo en cuyo sistema el equilibrio de las cargas eléctricas opuestas está perturbado debido a que ha perdido parte de sus electrones o, por el contrario, ha adquirido un exceso de ellos, se denomina ion.
Por el contrario, si un átomo adquiere un exceso de electrones, se convierte en un ion negativo. Por ejemplo, un átomo de cloro que ha recibido un electrón adicional se convierte en un ion de cloro negativo con una sola carga Cl-... Un átomo de oxígeno que ha recibido dos electrones adicionales se convierte en un ion de oxígeno negativo con doble carga O, y así sucesivamente.
Un átomo que se ha convertido en un ion se convierte en un sistema cargado eléctricamente con respecto al ambiente externo. Y esto significa que el átomo comenzó a poseer un campo eléctrico, junto con el cual forma un solo sistema material, y a través de este campo lleva a cabo una interacción eléctrica con otras partículas de materia cargadas eléctricamente: iones, electrones, núcleos de átomos cargados positivamente, etc.
La capacidad de los diferentes iones para atraerse entre sí es la razón por la que se combinan químicamente, formando partículas de materia más complejas: moléculas.
En conclusión, cabe señalar que las dimensiones del átomo son muy grandes en comparación con las dimensiones de las partículas reales que lo componen. El núcleo del átomo más complejo, junto con todos los electrones, ocupa una milmillonésima parte del volumen del átomo. Un simple cálculo muestra que si un metro cúbico de platino se puede prensar con tanta fuerza que desaparezcan los espacios intraatómico e interatómico, entonces se obtendrá un volumen igual a aproximadamente un milímetro cúbico.