¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre átomos y elementos?

Hola,

¿Cuál es la diferencia entre un átomo y un elemento?

En pocas palabras, un átomo es un núcleo formado por uno o más protones y neutrones (en igual número), y un número de electrones igual al número de protones en el núcleo que orbita el núcleo. Si no me equivoco, puede haber una situación en la que puede haber 1 electrón más en órbita alrededor del núcleo que protones (y neutrones) en el núcleo, pero la regla general es la que acabo de describir.

Un elemento es el nombre que se le da a una sustancia que está formada solo por átomos en lugar de moléculas. La tabla periódica es la lista de todos los elementos que existen en la naturaleza, así como los que se han creado en los laboratorios hasta ahora.

Ejemplos de elementos son carbono, oxígeno, hidrógeno, oro, plata, plomo, argón, helio, sodio, cloro, etc. Un átomo con 1 protón en el núcleo es un átomo de hidrógeno. Un átomo con 2 protones es un átomo de helio. Un átomo con 8 protones es un átomo de oxígeno, uno con 6 protones es un átomo de carbono, 47 protones es un átomo de plata, 79 es oro, 82 es plomo, 18 es argón, 11 sodio y 17 cloro.

Una molécula, de la cual no investigaste pero que pensé que podría mencionar de todos modos, es la cantidad más pequeña e indivisible de una cierta sustancia y está compuesta de 2 o más átomos.

Por ejemplo, tomemos sal. La sal se compone de un átomo de sodio y un átomo de cloro (NaCl). Si rompiéramos una molécula de sal en sus dos bloques de construcción básicos, ya no tendríamos sal, tendríamos un átomo de cloro y un átomo de sodio.

Lo mismo ocurre con los átomos. Si tuviéramos, digamos, un átomo de oro y de alguna manera pudiéramos dividirlo en dos, ya no tendríamos oro, tendríamos 2 átomos de otros elementos (suponiendo que sería tan simple solo por el ejemplo) ).

Si tiene una barra de oro, está sosteniendo una barra compuesta completamente de átomos del elemento “oro” porque el oro no está formado por moléculas (2 o más átomos combinados), está compuesto de átomos solo que no tienen enlace entre sí.

Los átomos, aunque estén formados por partículas más pequeñas como protones, neutrones y electrones, y aunque esas partículas estén compuestas por partículas aún más pequeñas, son la cantidad más pequeña posible de cualquier sustancia, al igual que una molécula es la cantidad más pequeña de cualquier sustancia.

Si rompes un átomo y tienes un grupo de neutrones en una esquina, un grupo de protones en otra y un grupo de electrones en otra parte (suponiendo que eso es posible y no teniendo en cuenta las cargas +/- de estas partículas, etc.) , ya no tienes átomos, y ya no tienes el elemento que era, solo tienes protones, electrones y neutrones.

En cuanto a lo que mencionó otro colaborador, a saber: “La Tabla Periódica enumera los átomos básicos como elementos, aunque sabemos que hay partículas elementales más básicas aún más pequeñas que ese nivel”, me imagino que esto podría sonar un poco confuso para alguien que está indagando sobre la diferencia entre un átomo y un elemento.

Para aclarar lo que nuestro amigo dijo cuando dijo que había aún más partículas elementales que los átomos, no quiso decir que esas partículas más pequeñas fueran elementos en sí mismas. Solo quiso decir que eran partículas “elementales”, como en “bloques de construcción más pequeños y más básicos de partículas más grandes” o algo así. Los únicos “elementos” son los de la tabla periódica.

La misma diferencia que entre “grano” y “cereal”.

El arroz es conceptualmente un cereal. El arroz es físicamente un grano. Hay todo tipo de cereales, todos son granos diferentes (color, tamaño, forma, sabor), pero son granos a pesar de todo.
El helio es conceptualmente un elemento. El helio es físicamente un átomo. Hay todo tipo de elementos, todos son átomos diferentes (tamaño, forma … o más bien, número de electrones, número de protones …) pero, sin embargo, son elementos.

Ya se han escrito muchas respuestas correctas pero complicadas. Los átomos son las divisiones “normales” más pequeñas de la materia y los elementos son los diferentes tipos de átomos. Los átomos están formados por partículas subatómicas (más pequeñas) como neutrones, protones y electrones. Los átomos del mismo elemento tienen todos el mismo número de protones y electrones (pueden ocurrir algunas variaciones en los neutrones), mientras que los átomos de diferentes elementos tienen diferentes números de protones y electrones.

No mucho. El término ‘elemento’ es un poco confuso. Históricamente, la materia elemental era la materia básica más simple que conocíamos. En un momento dado, el aire y el fuego se consideraron “elementos”, pero ahora sabemos incluso más partículas elementales por debajo de ese nivel. La Tabla periódica enumera los átomos básicos como elementos, aunque sabemos que existen partículas elementales aún más básicas que ese nivel.

Protones: todos los átomos con el mismo número de protones son el mismo elemento, aunque pueden tener diferentes números de electrones (como diferentes iones) o diferentes números de neutrones (como diferentes isótopos). Un número diferente de protones significa un elemento diferente.

Ver la respuesta perfecta de Stephen Perrenod.

Históricamente, los científicos quedaron desconcertados hasta que descubrieron que era el número de protones lo que definía un elemento y que, como Stephen menciona, un átomo con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones sigue siendo el mismo elemento, solo diferentes isótopos. de ese elemento. (Sir William Crookes, 1832–1919, puede haber sido el primero en proponer isótopos).

Los isótopos han jugado algunos papeles famosos / infames en la historia. En la Segunda Guerra Mundial, los nazis estaban explorando la fisión nuclear utilizando agua pesada (producida en Noruega, por lo tanto, algunos aliados de sabotaje de los aliados) para controlar las reacciones, mientras que en América se estaban utilizando barras de grafito.

¿En qué estaban trabajando los científicos para controlar las reacciones? Un isótopo específico del uranio (U). U tiene tres isótopos naturales: 238 y 234 y 234 (este último es un producto de desintegración). Todos son radiactivos, con el U-238 el más estable (vida media más larga). Es el U-235 que tuvo que ser adquirido en cantidad para crear lo que entonces se llamaba una “pila” (ahora generalmente se llama reactor), donde la fisión podría resultar en una reacción en cadena controlada por varillas de grafito (o en Alemania, donde El intento fue controlar una reacción mediante el uso de agua pesada, que en sí misma es el resultado de un isótopo del Hidrógeno (H) llamado deuterio. El agua pesada es solo agua con concentraciones superiores a la media de moléculas de agua hechas de deuterio, y los alemanes trataron de purificar / concentrar el componente de agua pesada).

U-238 es también la piedra angular para hacer un isótopo de plutonio (Pu-239) en virtud de que el U-238 absorbe un neutrón extra. Además de ser increíblemente tóxico y explosivo como producto químico, el Pu-239 también es fisionable y se usa en bombas nucleares. (U y Pu se usaron en la primera y segunda bombas, respectivamente, lanzadas en ciudades japonesas en la Segunda Guerra Mundial; fueron bombas de fisión. En contraste, un arma termonuclear usa el diseño de Teller-Ulam para usar una explosión de fisión para comprimir un isótopo de H para formar una explosión de fusión secundaria, liberando mucha más energía que una bomba de fisión, aunque ambas son horribles y, con razón, se consideran armas de destrucción masiva.

Todo esto es un largo camino para decir que (a) el descubrimiento de isótopos fue un gran avance en la comprensión de lo que constituyó un elemento y, por lo tanto, en el establecimiento de la tabla periódica y (b) la comprensión de los isótopos desempeñó un papel importante en la Segunda Guerra Mundial y su resultado, el posterior desarrollo de armas y los tratados que buscaron (y aún buscan) controlar esas armas.

La necesidad de controlar tales armas está en el centro de las preocupaciones sobre el reciente acuerdo nuclear de Irán (bajo la administración de Obama) y el anterior acuerdo nuclear de Corea del Norte (bajo la administración de Clinton). Y en el último caso, Corea del Norte, a pesar de las garantías hechas en el momento del acuerdo, ahora aparentemente tiene armas nucleares y sistemas de entrega que pueden llegar a EE. UU.

Afortunadamente, la comprensión de los isótopos no solo se ha aplicado a la guerra. Miles de hospitales de todo el mundo utilizan radioisótopos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades (consulte Isótopos en Medicina – Libro de texto abierto sin límites) y nuestra comprensión de los átomos / elementos ha permitido que surja la vida y la tecnología modernas.

Básicamente tienen diferentes números de las partículas atómicas básicas. Protones, neutrones y electrones.

Un elemento se define como el límite de descomposición por medios químicos. Los átomos son el límite de división de elementos por masa que mantiene el carácter químico de un elemento.

QED. De forma inequívoca, podría añadir.

Los elementos están determinados por el número de protones en un tipo de átomo, por lo que el hidrógeno es el primer elemento con un protón, el helio es el segundo con dos protones y así sucesivamente. Hay 92 elementos naturales y 118 en total, incluidos los que se han realizado en el laboratorio.

Mira el artículo sobre la tabla periódica en Wikipedia.

Hay diferentes isótopos, que están determinados por el número de neutrones en un átomo. El hidrógeno con neutrones cero es el tipo usual, y el deuterio o hidrógeno pesado tiene un neutrón. El carbono normalmente tiene 6 protones y 6 neutrones, carbono-12. Si es el isótopo Carbon-13 tiene un séptimo neutrón adicional, pero es el mismo elemento.