Los átomos son extremadamente pequeños. Pueden ser tan pequeños como 10-8 centímetros, o 0,1 nanómetros, de diámetro. Los átomos están hechos de tres tipos diferentes de partículas subatómicas: neutrones, protones y electrones. El núcleo, o centro de un átomo, está hecho de protones, que son partículas cargadas positivamente y neutrones, que son neutros (no tienen carga). Los electrones son partículas cargadas negativamente. Cada átomo tiene la misma cantidad de protones y electrones, por lo que cada átomo tiene una carga neutra.
Dependiendo de la cantidad de neutrones, protones y electrones que tengan los átomos, sus propiedades varían. Qué elemento es un átomo está determinado por cuántos protones tiene. El número de protones en el núcleo de un átomo dado se llama su número atómico, y son estos números atómicos por los que se clasifican los elementos en la tabla periódica. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno tiene un protón en su núcleo y, por lo tanto, se llama número uno en la tabla periódica. El helio tiene dos protones, por lo que su número atómico es dos, y así sucesivamente.
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Los isótopos son átomos que se ven y actúan igual, pero tienen diferentes números de neutrones en sus núcleos. Por ejemplo, el número atómico de hidrógeno es siempre uno porque todos los átomos de hidrógeno tienen un protón. Sin embargo, varios isótopos de hidrógeno, como el H-2, tienen un protón y un neutrón; el H-3 tiene un protón y dos neutrones, etc. La suma de los protones y neutrones en el núcleo de un átomo es su masa atómica. Por lo tanto, la masa atómica del isótopo H-2 es dos, la masa atómica del isótopo H-3 es tres, y así sucesivamente.