4.1 Nociones básicas de electricidad
4.1.2 Creación de átomos estables
Nota para el instructor
  El propósito de este indicador de objetivos es hacer que resulte plausible la noción de que los electrones pueden "despegarse" de los átomos, lo que explica la conducción eléctrica en los sólidos. Por supuesto, se podría explicar una unidad completa sobre este tema, pero la noción básica de las fuerzas eléctricas es lo fundamental. Si esto se relaciona con el conocimiento previo de los estudiantes, ellos correrán con ventaja.
Una de las leyes de la naturaleza, denominada Ley de la fuerza eléctrica de Coulomb, especifica que las cargasopuestas reaccionan entre sí con una fuerza que hace que se atraigan. Las cargas de igual polaridad reaccionan entre sí con una fuerza que hace que se repelan. La fuerza es un movimiento de empuje o arrastre. En el caso de cargas opuestas y de igual polaridad, la fuerza aumenta a medida que las cargas se aproximan.

Examine el modelo de Bohr del átomo de helio. Si la ley de Coulomb es verdadera, y si el modelo de Bohr describe los átomos de helio como estables, entonces deben intervenir otras leyes de la naturaleza. ¿Cómo es posible que ambas sean verdaderas?

  1. Ley de Coulomb: Las fuerzas opuestas se atraen.
  2. Modelo de Bohr: Los protones tienen cargas positivas y los electrones tienen cargas negativas.

Pregunta 1: ¿Por qué los electrones no caen hacia los protones?

  1. Ley de Coulomb: Las cargas de igual polaridad se repelen.
  2. Modelo de Bohr: Los protones tienen cargas positivas. Hay más de 1 protón en el núcleo.

Pregunta 2: ¿Por qué los protones no se alejan unos de otros?

Las respuestas a estas preguntas es que hay otras leyes de la naturaleza que se deben tener en cuenta. A continuación se suministran las respuestas a las preguntas anteriores.

Respuesta 1: Los electrones permanecen en órbita, aunque son atraídos por los protones. Tienen la suficiente velocidad para mantenerse en órbita, al igual que la luna alrededor de la Tierra, y no se dejan arrastrar al núcleo.

Respuesta 2: Los protones no se apartan unos de otros porque existe una fuerza nuclear que está relacionada con los neutrones. La fuerza nuclear es una fuerza increíblemente poderosa que actúa como si fuera un pegamento que mantiene unidos a los protones.

Los protones y los neutrones están unidos por una fuerza muy poderosa; sin embargo, los electrones están unidos a su órbita alrededor del núcleo mediante una fuerza más débil. Los electrones de algunos átomos se pueden liberar del átomo y ponerse en movimiento. Esto es lo que se denomina electricidad: un "flujo libre de electrones".