¿Qué es un cargo positivo?
Todo en el mundo, ya sea natural o sintético, está compuesto de pequeñas estructuras llamadas átomos, que están hechas de protones, neutrones y electrones. Los protones tienen una carga positiva, los neutrones no tienen carga y los electrones tienen una carga negativa. El equilibrio de estas partículas determina la carga general de un átomo. Un objeto con una carga positiva, como una persona después de frotar vigorosamente los pies cubiertos con calcetines sobre una alfombra, contiene más partículas positivas (protones) que negativas (electrones). Dado que los átomos positivos son atraídos por los negativos y repelidos por otros positivos, las cargas de los átomos que forman una pieza de materia influyen fuertemente en sus propiedades y comportamiento.
Cargas Atómicas
Los átomos, que son la unidad básica de la materia, tienen un núcleo formado por protones y neutrones, alrededor del cual están unidos uno o más electrones. El número de protones determina qué elemento es el átomo y se le da como su número atómico. Por ejemplo, el magnesio tiene 12 protones, dándole el número atómico 12, mientras que el oxígeno tiene ocho. Cuando los átomos se unen, se convierten en moléculas.
Los electrones y los protones no tienen el mismo tamaño y peso (los electrones son más pequeños y livianos que los protones), pero tienen la misma cantidad de carga. Es decir, un número coincidente de protones y electrones se cancelan entre sí en términos de carga general. Como los neutrones son neutros, su número no afecta la carga de un átomo.
Aunque el número total de partículas subatómicas que tiene un átomo varía, los átomos suelen estar equilibrados eléctricamente, con el mismo número de protones y electrones. Esto significa que, naturalmente, los átomos tienen una carga neutra, pero esto puede cambiar al ganar o perder electrones a través de procesos químicos y físicos. Cuando se pierde un electrón, el equilibrio cambia con un protón adicional, dando al átomo una carga positiva. Lo contrario es cierto para los átomos cargados negativamente, que han ganado un electrón. Cuando se interrumpe el equilibrio de partículas, produciendo un átomo (o molécula) positivo o negativo, ya no se llaman átomos. En cambio, son iones , con los positivos llamados cationes y los negativos llamados aniones .
Carga y comportamiento
La carga que tiene un objeto influye en cómo reacciona a su entorno. Los cationes son atraídos por los aniones, por ejemplo, pero son repelidos por otros cationes. Del mismo modo, los átomos cargados negativamente se repelen entre sí. Este comportamiento se conoce como la ley de Coulomb.
Los átomos positivos no atraen ni repelen los neutros, pero a través de un fenómeno llamado inducción electrostática, se puede crear una atracción. Esto ocurre porque los electrones en algunas moléculas tienden a volverse más móviles cuando hay una carga positiva cerca. Los electrones en la molécula neutra son capaces de moverse hacia la fuente de la carga positiva. El movimiento crea una carga negativa en el punto más cercano a la fuente, aunque la molécula no cambia en general. Este fenómeno ocurre con mayor frecuencia con los metales, que es lo que permite que una carga eléctrica fluya a través de ellos.
Aplicaciones diarias
Muchos elementos y procesos cotidianos hacen uso de cargas positivas. Cuando la ropa cae en una secadora de ropa, por ejemplo, el movimiento hace que los electrones se muevan de los átomos en la superficie de algunos artículos a otros, dando a las prendas diferentes cargas. Esto es lo que conduce a la adherencia estática, ya que las partículas cargadas ahora positiva y negativamente se atraen entre sí y hacen que la ropa se pegue. Las hojas de secado generalmente contienen productos químicos que tienen una carga positiva, que se aplica a los artículos, lo que ayuda a que los negativos sean neutrales nuevamente.
Otro ejemplo es la impresora láser, que imprime texto e imágenes en papel creando una serie de cargas positivas y negativas. Cuando comienza un trabajo de impresión, el láser "escribe" transfiriendo electricidad estática cargada negativamente a un cilindro con carga positiva. El tóner, que también es positivo, se aplica al cilindro y se atrae a las áreas negativas. Luego se hace rodar el cilindro sobre una hoja de papel con carga negativa y el tóner se adhiere a él.
Moléculas biológicas
El total combinado de todos los átomos e iones que forman parte de una molécula biológica se conoce como carga neta. La mayoría de las moléculas son neutrales en general, pero las grandes tienden a tener una o más áreas discretas que exhiben una carga negativa o positiva. Estas áreas influyen fuertemente en la forma en que la molécula se pliega y en la forma en que interactúa con otras moléculas. Por ejemplo, el ADN y el ARN son ácidos nucleicos, pero se comportan de manera muy diferente en parte porque sus cargas se distribuyen de manera diferente a lo largo de sus superficies.
La investigación científica a menudo requiere información sobre las cargas de átomos y moléculas porque afecta el comportamiento de las moléculas biológicamente activas. Un área particular donde la manipulación de cargas moleculares es muy útil es en el diseño racional de fármacos. Los investigadores en este campo trabajan para desarrollar medicamentos más efectivos, en algunos casos manipulando la carga de un medicamento potencial para que interactúe de manera más eficiente con su objetivo.