¿Tienen color los átomos?

El color no es una característica propia de la materia a nivel atómico, sino que surge a partir de la interacción de la luz con los átomos y las moléculas

El Sol expulsa un torrente de protones y electrones de alta energía que incide en la atmósfera cerca de los polos, donde chocan con los átomos de oxígeno y nitrógeno del aire, emitiendo luz: son las auroras, australes o boreales, como la mostrada en la imagen obtenida en la región del Yukón, en el Ártico canadiense.
El Sol expulsa un torrente de protones y electrones de alta energía que incide en la atmósfera cerca de los polos, donde chocan con los átomos de oxígeno y nitrógeno del aire, emitiendo luz: son las auroras, australes o boreales, como la mostrada en la imagen obtenida en la región del Yukón, en el Ártico canadiense.

Por color entendemos los diferentes componentes del espectro visible, la luz a la que es sensible el ojo humano. Cuando decimos que un objeto es de un determinado color, en general nos estamos refiriendo a cómo absorbe y refleja la luz que incide sobre él. Esto significa que el color no es una característica propia de la materia a nivel atómico, sino que surge a partir de la interacción de la luz con los átomos y las moléculas.

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Cuando iluminamos un objeto con luz visible que contiene todos los colores, esa luz puede ser absorbida por el objeto, puede ser trasmitida si el objeto es trasparente o puede ser reflejada. Y esto ocurre según la energía de la luz, es decir, según la longitud de onda de la luz. La luz reflejada es la que hace que nuestros ojos vean un objeto de un determinado color. Si por ejemplo, la mayor parte de la luz reflejada tiene una longitud de onda de entre 380 y 450 nanómetros, ese objeto lo vemos de color violeta, pero si la luz reflejada está en otro rango de la longitud de onda, por ejemplo, entre 620 y 750 nanómetros que es el otro extremo, decimos que ese objeto es rojo. Y entre medias están el resto de colores: azul, verde, amarillo y naranja. Si la longitud de onda está fuera de ese rango nuestros ojos ya no pueden verla, ya no forma parte de lo que llamamos espectro visible.

El tamaño de los átomos es 1.000 veces menor que la longitud de onda de la luz visible, de forma que no es posible ver átomos individuales utilizando un microscopio óptico y, por lo tanto, no tendría sentido hablar del color de los estos

Centrándonos en el caso de los átomos, su tamaño es 1.000 veces menor que la longitud de onda de la luz visible, de forma que no es posible ver átomos individuales utilizando un microscopio óptico y, por lo tanto, no tendría sentido hablar del color de los átomos en el sentido anterior. En realidad, y debido a la diferencia de escalas, los procesos de absorción, reflexión y transmisión de la luz visible no se producen con los átomos de forma individual sino con muchos de ellos de forma simultánea y el color surge como una propiedad macroscópica que no depende exclusivamente de los átomos individuales, sino también de cómo están organizados los átomos y las moléculas en los sólidos o los compuestos. Un ejemplo de esto que es muy ilustrativo es que podemos encontrar dos sólidos como el grafito o el diamante que están formados por el mismo tipo de átomos, de carbono, y presentan propiedades y colores muy diferentes.

Así que, si consideramos el color como te explicaba al principio, la respuesta a tu pregunta es que los átomos individuales no tienen color, pero sí lo tienen las agrupaciones de átomos. Aunque un átomo individual sí podría emitir radiación de una cierta frecuencia, y por lo tanto de un color concreto, como consecuencia de la excitación y desexcitación de electrones, esa emisión es tan débil que nuestros ojos no pueden verla. Necesitamos muchos átomos para tener una radiación que sea apreciable a simple vista.

Si consideramos otras definiciones de color, sí podemos encontrar con que los átomos pueden tenerlo

Sin embargo, si consideramos otras definiciones de color, sí podemos encontrar con que los átomos pueden tenerlo. Un ejemplo sería una descarga eléctrica en gases que es el mecanismo que se utiliza en las lámparas de descarga como los fluorescentes. Este fenómeno se produce cuando juntamos un grupo de átomos del mismo tipo, los aislamos y creamos un gas de baja densidad. Si excitamos ese gas con una corriente eléctrica, cuando se produce la desexcitación de esos átomos emiten luz visible. Y esa luz es característica de cada tipo de átomo, hay lámparas de descarga con átomos de neón y esa luz es roja, las de sodio producen una luz anaranjada y la de argón, violeta. Pero tampoco en este caso estamos hablando de un átomo individual sino de un grupo de átomos.

Otro ejemplo es la dispersión de la luz sobre átomos o moléculas individuales. Este fenómeno es el responsable de que el cielo sea azul. La luz blanca que llega del Sol se dispersa sobre las moléculas de oxígeno y nitrógeno de la atmósfera y en esa dispersión el color que más se difunde es el azul y por eso vemos el cielo de ese color. Aunque, en este caso, el color no depende de la naturaleza de los átomos, tenemos átomos de oxígeno y nitrógeno que producen el mismo color, sino que depende de la naturaleza de la dispersión.

La respuesta es que los átomos individuales no tienen color, pero si ampliamos el concepto de color entonces sí podemos ver el de los átomos como ocurre en las lámparas de descarga.

Mariam Tórtola es profesora en la Facultad de Física de la Universitat de València e investigadora en el Instituto de Física Corpuscular, centro mixto del CSIC y la Universidad de Valencia.

Pregunta enviada vía email por Jozsef Sakovics

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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