¿Qué son las partículas subatómicas? - Características y propiedades de las partículas subatómicas

Las partículas subatómicas constituyen la materia a nivel subatómico. Estas incluyen protones, neutrones y electrones, que son los componentes básicos de los átomos. Su estudio ha llevado a una comprensión más profunda de la estructura de la materia y ha permitido el desarrollo de tecnologías avanzadas que han transformado el mundo moderno.

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Definición de partículas subatómicas

Son las partículas más pequeñas que componen la materia. Se hallan en el núcleo atómico y alrededor de este. Los protones contienen carga positiva que se encuentran en el centro de las moléculas. Su cantidad en el núcleo determina su número atómico y, por lo tanto, su identidad como elemento químico y su energía atómica.

Los neutrones son partículas subatómicas sin carga eléctrica que también se encuentran en el centro de los átomos. Estos, junto con los protones, son responsables de la masa del núcleo.

Los electrones con carga negativa orbitan alrededor del centro molecular. Estos determinan sus propiedades y su capacidad para formar enlaces químicos.

Además de los tipos nombrados, también existen otras más pequeñas, como los quarks. Son combinados para formar protones y neutrones, y los leptones. En total incluyen los electrones y otras partículas similares. También existen los bosones. Estos son responsables de la fuerza electromagnética y la energía nuclear fuerte y débil.

¿Cuáles son las características de las partículas subatómicas?

Estas poseen una gran variedad de cualidades que las distinguen de otras partículas más grandes:

1. Tamaño: Son mucho más pequeñas que cualquier objeto visible a simple vista. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno posee un ancho de 0,1 nanómetros (nm), mientras que un cabello humano contiene un diámetro de 100 000 nm.
2. Carga eléctrica: Partículas como los protones y los electrones, tienen una capacidad de energía. Los protones son positivos, los electrones, por otro lado, son negativos, mientras que los neutrones mantienen un aspecto neutral.
3. Masa: Todas las partículas subatómicas albergan pesos, aunque algunas contienen más que otras. Los protones y neutrones poseen volúmenes similares, mientras que los electrones son mucho menos masivos.
4. Comportamiento dual: Estas exhiben propiedades ondulatorias y de partículas. Lo que significa que actúan como ondas y partículas en diferentes situaciones.
5. Interacciones fundamentales: También se relacionan a través del poder de la naturaleza. Como por ejemplo la fuerza electromagnética, la energía nuclear fuerte, débil y la gravedad.
6. Cambios cuánticos: Pueden experimentar variaciones cuánticas. Como la superposición, el entrelazamiento y la mecánica cuántica, que son fenómenos que no se observan en objetos macroscópicos.

¿Qué masa tienen las partículas subatómicas?

Poseen diferentes volúmenes, se miden en unidades uma o kilogramos. A continuación, se detallan las masas aproximadas de las principales partículas subatómicas:

• Protones: Poseen un peso de 1,0073 uma o 1,6726 × 10^-27 kg.
• Neutrones: Son de una densidad mayor que los protones, de 1,0087 uma o 1,6749 × 10^-27 kg.
• Electrones: Son mucho menos masivos, tienen una masa aproximada de 0,0005 uma o 9,1094 × 10^-31 kg.
• Quarks: Son las más pequeñas que se conocen, y se cree que no existen como partículas libres. Estos tienen una masa muy diminuta, pero no se pueden medir de forma individual debido a su naturaleza confinada en protones y neutrones.

¿Qué carga eléctrica tienen las partículas subatómicas?

También contienen electricidad en diferentes valores. Los protones son positivos, mientras que los electrones son negativos. Los neutrones, por otro lado, son neutros.

Esta se mide en unidades llamadas culombios (C). La carga eléctrica del electrón es -1,602 × 10^-19 C, lo que significa que es negativa. Por otro lado, la del protón es igual y opuesta a la del electrón, es decir, +1,602 × 10^-19 C, lo que explica que es positiva. Los neutrones no albergan electricidad y, por lo tanto, son neutros.

La carga de las partículas subatómicas es fundamental para explicar muchos fenómenos de la física. Como por ejemplo la estructura del átomo, las interacciones electromagnéticas y la formación de enlaces químicos. Las partículas subatómicas cargadas son manipulables mediante campos eléctricos y magnéticos así detectarse y medirse a través de diversos métodos experimentales.

¿Cuáles son los componentes de las partículas subatómicas?

Poseen diferentes elementos, dependiendo del tipo. A continuación, se detallan los componentes principales de algunas partículas subatómicas comunes:

1. Átomos: Se componen por protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones se encuentran en el núcleo, mientras que los electrones orbitan alrededor del mismo.
2. Electrones: Son partículas elementales que no tienen componentes más pequeños. Sin embargo, se pueden describir en términos de sus propiedades, como su masa, carga eléctrica y spin.
3. Protones y neutrones: Se componen por quarks, que son partículas elementales que se cree que no existen como partículas libres. Los protones se basan por dos quarks 'up' y un quark 'down', mientras que los neutrones están hechos de manera inversa.
4. Partículas subatómicas más pequeñas: además de los quarks, existen otras más diminutas, como los leptones y los bosones. Los leptones son partículas elementales, mientras que los bosones transmiten el fotón, gluón, el bosón W y Z y el bosón de Higgs.

¿Cuál es la clasificación de las partículas subatómicas?

Se pueden categorizar de varias maneras, dependiendo de los criterios utilizados. A continuación, te hablaremos de algunas de las categorías más comunes:

1. Por su masa: Se pueden clasificar en dos grupos según su volumen: con densidad (protones, neutrones y electrones) y las que no poseen (fotones y gluones).
2. Por su carga eléctrica: Se pueden clasificar en tres grupos según su energía: positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones).
3. Por su función: Se pueden clasificar conforme su tarea; las partículas que componen la materia (protones, neutrones y electrones). Luego, las que transmiten las fuerzas fundamentales de la naturaleza (fotones y gluones). Por último, las que se desintegran y se producen en procesos de alta energía (muones, piones y kaones).
4. Por su espín: Se pueden clasificar según su espín, que es una propiedad cuántica que mide la rotación intrínseca de la molécula. Las que poseen espín entero se llaman bosones, mientras que las partículas con espín semientero se conocen como fermiones.

Su clasificación es importante en la física, ya que ayuda a los científicos a entender mejor la naturaleza de la materia y las fuerzas fundamentales. Además, esta clasificación ha llevado a la identificación de nuevas moléculas y a la formulación de teorías, como el modelo estándar de la física.

¿Qué son las partículas subatómicas fundamentales?

Son aquellas que no se pueden dividir de manera más pequeña y se consideran los bloques básicos de la materia. El modelo estándar de la física de partículas describe tres tipos de partículas subatómicas fundamentales:

1. Leptones: son las que no experimentan la interacción fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales, son de carga eléctrica negativa o neutral. Los ejemplos de leptones incluyen el electrón, el muón y el tau, así como sus correspondientes neutrinos.
2. Quarks: son partículas que experimentan todas las fuerzas fundamentales y tienen carga eléctrica fraccionaria. Se combinan para formar hadrones, como los protones y los neutrones. Hay seis tipos de quarks: up, down, charm, strange, top y bottom.
3. Bosones: son partículas que difunden las fuerzas fundamentales, como el fotón que propaga la energía electromagnética o el bosón de Higgs que transmite la masa. Estos tienen espín entero y pueden ser masivos o sin peso.

Además de las partículas fundamentales, existen otras como los mesones, que se componen por un quark y un antiquark, o los bariones, que están hechos por tres quarks. Estas no son consideradas fundamentales porque se pueden dividir en partículas más pequeñas.

Su investigación e interacción ha llevado a importantes descubrimientos e hipótesis en la física. Como el modelo estándar, que es la teoría que describe las partículas subatómicas fundamentales y sus interacciones.

¿Qué partículas subatómicas son las constituyentes de la carga eléctrica?

Las constituyentes son los electrones y los protones. Los electrones tienen energía negativa y orbitan alrededor del núcleo de una molécula, que está compuesto por protones y neutrones. Los protones, por otro lado, son positivos y se ubican en el centro del átomo junto con los neutrones, que son neutrales. La capacidad de un átomo se considera neutral debido a que la energía positiva del núcleo es igual a la negativa que orbitan alrededor del mismo.

En términos generales, la capacidad se puede medir en unidades de carga elemental, que es la variación eléctrica de un electrón o un protón. Un electrón posee una carga negativa idéntica a -1 unidad de carga elemental, mientras que un protón alberga una capacidad positiva igual a +1 unidad de carga elemental. La carga total de una partícula se mide sumando las reservas de sus componentes.

La comprensión de estas y sus propiedades ha llevado al desarrollo de la física moderna y ha permitido la creación de tecnologías avanzadas que han transformado el mundo.

¿Cuáles son las partículas subatómicas que componen al átomo?

Son los protones, los neutrones y los electrones. El núcleo del átomo, ubicado en el centro del mismo, está compuesto por estos elementos, que son partículas con masa. Los protones son positivos, mientras que los neutrones no. La cantidad de protones en el centro de una molécula determina el número atómico del componente y, por lo tanto, su identidad química.

Los electrones orbitan alrededor del núcleo y son negativos. Además, no tienen una masa significativa en comparación con otros elementos. Su cantidad puede variar y determina la carga neta del átomo. Si un átomo tiene el mismo número de electrones y protones, su capacidad es neutral, pero si hay más o menos electrones que protones, tendrá una reserva eléctrica neta positiva o negativa.

La interacción de todos estos en una molécula es lo que basa sus propiedades químicas y físicas. Por ejemplo, la manera en que los electrones se distribuyen alrededor del núcleo determina su configuración electrónica. Además, su capacidad para generar enlaces químicos con otros átomos.