IAEA - International Atomic Energy Agency
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01/14/2026 | Press release | Distributed by Public on 01/14/2026 06:35
¿Qué es un átomo
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¿Qué es un átomo?
Ciencia nuclear en detalle
14/01/2026
Emma Midgley, Oficina de Información al Público y Comunicación del OIEA
An atom is the smallest unit of an element that retains its chemical properties. It is made of protons, neutrons, and electrons. (Image: M. Magnaye)
Los átomos son las unidades constituyentes de la materia. Todo está formado por átomos: lo que nos rodea (el aire, el agua, las piedras, las plantas y los animales) y también nosotros mismos y la totalidad de nuestro cuerpo.
Los átomos son partículas diminutas, las unidades más pequeñas en las que un elemento puede dividirse y conservar sus propiedades químicas. Los antiguos griegos creían que los átomos eran las partículas más pequeñas que podían existir; de hecho, el término "átomo" proviene de la palabra griega que significa "indivisible". Un solo cabello humano tiene un grosor equivalente a 500 000 átomos de carbono apilados uno encima del otro.
En esta fotografía puede observarse un átomo aislado del metal estroncio, que resulta visible porque dicho átomo absorbió y reemitió la luz de un láser. Entre los electrodos de la imagen hay una separación de dos milímetros (Fotografía: David Nadlinger / Universidad de Oxford).
Los átomos no pueden verse a simple vista, ni siquiera con un microscopio ordinario. Son demasiado pequeños como para desviar las ondas de luz visible, por lo que no pueden observarse con microscopios ópticos. Los átomos pueden observarse con microscopios electrónicos que generan ondas de electrones que pueden interactuar con los átomos. En la imagen anterior, el átomo puede "verse" porque absorbió y reemitió la luz de un láser.
¿Qué apariencia tienen los átomos? Los científicos han cambiado de opinión a través de los siglos. (Infografía: M. Magnaye/OIEA)
¿De qué están hechos los átomos?
Cada átomo consta de tres tipos de partículas: protones, neutrones y electrones. En el centro de los átomos hay un núcleo denso que contiene protones y neutrones y es mucho más pequeño que el átomo en su totalidad. Suponiendo que el núcleo de un átomo fuera del tamaño de una canica, el átomo entero tendría el tamaño de un estadio deportivo.
Los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones tienen carga neutra. El núcleo se mantiene unido debido a la acción de la "fuerza nuclear". Esta fuerza une a los protones y los neutrones que se encuentran a distancias de dimensión parecida al tamaño del núcleo. En esas distancias, la fuerza nuclear es mucho más potente que la repulsión eléctrica que hay entre los protones (puesto que son partículas con cargas idénticas, normalmente se repelerían). Conforme aumentan las distancias, la fuerza nuclear pierde potencia con rapidez y se vuelve insignificante.
El número de protones que hay en el núcleo de un átomo determina de qué elemento se trata. Por ejemplo, los átomos que tienen un protón son átomos de hidrógeno, y los que tienen ocho protones son átomos de oxígeno.
En torno al núcleo hay una nube de electrones (partículas con carga negativa). El núcleo atómico y los electrones se mantienen unidos por medio de interacciones de la fuerza de Coulomb, es decir, las fuerzas físicas que explican la repulsión o la atracción entre esas partículas cargadas. Sin embargo, cuando se le aporta energía a un electrón, este puede desprenderse del átomo, lo que provoca que el átomo se convierta en un ion con carga positiva.
El átomo que se ubica al centro del logotipo del OIEA tiene cuatro electrones, por lo que, suponiendo que se trata de un átomo de carga neutra y sin ionizar, corresponde al elemento berilio. (Infografía: M. Magnaye/OIEA)
¿Qué son los iones?
Los átomos que tienen el mismo número de electrones con carga negativa y protones con carga positiva son neutros, puesto que las cargas se neutralizan entre ellas. Si un átomo gana o pierde electrones se convierte en un ion.
(Infografía: M. Magnaye/OIEA)
Aunque los átomos neutros tienen un campo eléctrico débil, los átomos con carga eléctrica ("ionizados") tienen un campo eléctrico potente, por lo que se ven atraídos con fuerza a iones y moléculas de la carga opuesta. Los átomos pueden ionizarse como resultado del choque con otros átomos, iones o partículas subatómicas. La exposición a radiación gamma o rayos X también puede ionizar a los átomos. El término "radiación ionizante" se refiere a la radiación que tiene suficiente energía como para hacer que un electrón se desprenda de su átomo. Ese tipo de radiación también puede alterar la estructura química de la materia, como ocurre, por ejemplo, con el daño del ADN por radiación que se produce en tejidos vivos.
(Infografía: M. Magnaye/OIEA)
La mayor parte de los átomos del planeta Tierra son estables, principalmente debido a que su núcleo tiene una composición equilibrada de partículas (neutrones y protones).
No obstante, en determinados tipos de átomos inestables, el número de protones y neutrones del núcleo es tal que las partículas no pueden permanecer juntas. En esos casos, los átomos "se desintegran" y emiten energía en forma de radiación (por ejemplo, partículas alfa, partículas beta, rayos gamma o neutrones) que, si se aprovecha de manera segura, puede utilizarse con distintos fines benéficos.
(Infografía: M. Magnaye/OIEA)
Ernest Rutherford: el inventor del "destructor de átomos"
En 1917, un científico llamado Ernest Rutherford descubrió que, si bombardeaba gas nitrógeno con haces de partículas alfa radiactivas, los átomos de nitrógeno expulsaban un núcleo de hidrógeno y podían transmutarse en oxígeno. A la postre, esa partícula subatómica (el núcleo de hidrógeno) recibió el nombre de "protón".
(Infografía: M. Magnaye/OIEA)
Gracias al descubrimiento de Rutherford se desarrolló el primer acelerador de partículas, que inicialmente se conocía como "destructor de átomos". Ese potente aparato podía acelerar partículas cargadas por medio de un campo eléctrico e imprimirles altos valores de energía a lo largo de un trayecto, y utilizaba poderosos imanes para crear haces de partículas con una carga única. Cuando las partículas que se desplazaban a altas velocidades se estrellaban contra el blanco (su velocidad podía casi equipararse a la velocidad de la luz), los átomos del blanco se dividían.
Los aceleradores de partículas también pueden utilizarse para crear materiales radiactivos; para ello, se disparan partículas cargadas contra átomos con el fin de convertirlos en átomos distintos e inestables, por ejemplo, el tecnecio 99m, que se utiliza en imagenología médica, y los radioisótopos que se emplean en tratamientos selectivos contra el cáncer.
En la actualidad, los aceleradores de partículas también se utilizan para esterilizar instrumental médico, hacer investigación acerca del origen del universo (por ejemplo, en el Gran Colisionador de Hadrones), analizar muestras de aire y mejorar materiales y hacerlos más resistentes al daño. Entre los distintos tipos de aceleradores de partículas se encuentran los implantadores iónicos, los aceleradores de haces de electrones, los ciclotrones, los sincrotrones, los aceleradores lineales (linac) y los aceleradores electrostáticos.
La división de los átomos: la fisión nuclear
En la década de 1930, los científicos descubrieron que si se dispara un neutrón (una partícula subatómica sin carga) contra determinados átomos de uranio, dichos átomos pueden dividirse en dos y emitir una determinada cantidad de neutrones, lo que, durante el proceso, genera una gran cantidad de energía. A este fenómeno se le llama "fisión", término que proviene de la palabra latina que significa "dividir".
El uranio, que tiene 92 protones, tiene el número atómico más alto de todos los elementos naturales del planeta Tierra. El uranio 235 puede separarse (fisionarse) con mayor facilidad que otros isótopos porque tiene un núcleo relativamente inestable que absorbe neutrones con facilidad y, al hacerlo, se divide en dos átomos más ligeros. Sin embargo, ese tipo de uranio (denominado "fisible") corresponde a tan solo el 0,7 % del uranio del planeta Tierra.
Obtenga más información sobre el uranio aquí.
(Infografía: M. Magnaye/OIEA)
La fisión puede utilizarse para crear una reacción nuclear en cadena. Cada vez que se divide un átomo de uranio 235, de él se desprenden 2,5 neutrones, en promedio. Esos neutrones pueden a su vez dividir otros núcleos fisibles, lo que desprenderá más neutrones. Sin embargo, esos neutrones "rápidos" en un principio se desplazarán con demasiada energía como para poder provocar eventos de fisión de manera eficaz. Puede utilizarse un "moderador", como el agua o el grafito, para ralentizar los neutrones. Los neutrones pierden la mayor parte de su energía en colisiones con átomos de hidrógeno o carbono y se convierten en neutrones "térmicos" o "lentos", que tienen mayores posibilidades de hacer que se dividan otros núcleos de uranio.
La fisión nuclear, que no produce dióxido de carbono, se utiliza en la actualidad como técnica para producir el 10 % de la energía sin emisiones de carbono del mundo.
¿Qué les ocurre a los átomos en la fusión nuclear?
La fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos ligeros se combinan para formar un solo núcleo más pesado, emitiendo al mismo tiempo enormes cantidades de energía. Se tuvo conocimiento de los principios científicos de este fenómeno por primera vez en la década de 1920.
Las reacciones de fusión se producen en un estado de la materia denominado plasma: un gas caliente y dotado de carga, compuesto por iones positivos y por electrones que se desplazan libremente, y con propiedades únicas que lo distinguen de los sólidos, los líquidos y los gases.
(Infografía: M. Magnaye/OIEA)
La energía del Sol, así como la de todas las demás estrellas, proviene de la reacción de fusión. Para poder fusionarse en el Sol, los núcleos han de colisionar unos con otros a temperaturas altísimas, de alrededor de 100 millones de grados Celsius. La alta temperatura les proporciona suficiente energía para vencer su repulsión electromagnética mutua. Una vez que los núcleos se encuentran a muy escasa distancia unos de otros, la interacción nuclear entre ellos, que es atractiva, será mayor que la repulsión electromagnética y podrán fusionarse. Para que eso ocurra, los núcleos han de estar confinados en un espacio pequeño, a fin de incrementar la probabilidad de colisión. En el Sol, la presión extrema producida por su inmensa gravedad genera condiciones propicias para que se produzca la fusión.
Obtenga más información sobre la energía de fusión en nuestro artículo explicativo.
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