Clasificación y Estructura de la Materia: Metales, No Metales y Tabla Periódica
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1.1 Metales y No Metales: Una Clasificación Fundamental
La primera clasificación de los elementos químicos se basó en sus aspectos y propiedades físicas, distinguiendo entre metales y no metales.
Características de los Metales:
- Poseen un brillo característico llamado brillo metálico.
- Son buenos conductores del calor y la electricidad.
- Son maleables (pueden deformarse en láminas) y dúctiles (pueden estirarse en hilos).
- Son sólidos a temperatura ambiente, con la notable excepción del mercurio.
- La mayoría presentan elevados puntos de fusión.
Características de los No Metales:
- Son malos conductores de la electricidad y el calor.
- A temperatura ambiente, pueden presentarse en estado sólido, líquido o gaseoso.
- En estado sólido, son frágiles y se rompen con facilidad.
- Los sólidos no metálicos tienen bajos puntos de fusión.
- Los líquidos no metálicos tienen bajos puntos de ebullición.
1.2 La Clasificación Periódica: Un Primer Intento de Organización
La clasificación periódica representó el primer esfuerzo por agrupar los elementos conocidos en una tabla, de modo que aquellos con propiedades similares se encontraran en la misma línea. El criterio principal para esta clasificación fue el orden creciente de la masa atómica.
Cuando las propiedades de un elemento no se correspondían con su posición esperada, se dejaba un espacio libre para un nuevo elemento aún no descubierto.
2. La Tabla Periódica Actual: Organización Moderna
En la tabla periódica actual, los elementos se clasifican en orden creciente de número atómico (Z). La posición de cada elemento en la tabla depende directamente del número de protones en su núcleo y, consecuentemente, del número de electrones que posee, lo cual determina su comportamiento químico.
La tabla periódica moderna se organiza en 18 grupos (columnas verticales) y 7 filas (periodos horizontales).
3. Agrupaciones de los Átomos de la Materia
Los átomos pueden presentarse en la materia de diversas formas:
3.1 Átomos Aislados
Este es el caso de los elementos del grupo 18 (gases nobles). Al tener completa su última capa electrónica, no tienen la necesidad de unirse a otros átomos y permanecen aislados.
3.2 Formando Moléculas
Los átomos de elementos no metálicos pueden unirse compartiendo electrones de sus últimas capas. Esta unión da lugar a pequeñas agrupaciones llamadas moléculas, que pueden mantenerse prácticamente aisladas o unidas entre sí por fuerzas débiles.
3.3 Formando Grandes Agrupaciones (Cristales)
Los cristales son estructuras donde los átomos se ordenan siguiendo un patrón repetitivo en las tres dimensiones del espacio.
- Cristales no metálicos: Formados por átomos de elementos no metálicos.
4. Agrupaciones de los Átomos en los Compuestos
Los átomos de elementos distintos se unen para formar compuestos, los cuales pueden agruparse de dos maneras principales:
4.1 Formando Moléculas
Esta es la forma en que los átomos de diferentes elementos no metálicos se unen entre sí. Un ejemplo clásico es el agua (H₂O).
Las sustancias formadas de esta manera se denominan compuestos moleculares. Estos compuestos suelen presentar:
- Bajos puntos de ebullición y fusión.
- No conducen la electricidad.
Entre las moléculas existen las llamadas fuerzas intermoleculares. La intensidad de estas fuerzas determina si la sustancia se presenta en estado sólido, líquido o gaseoso.
5. Conceptos Clave en la Cuantificación de la Materia
5.1 Masa Molecular
La masa molecular es la suma de las masas atómicas de todos los átomos que componen una molécula o una unidad de fórmula de una sustancia.
5.2 La Cantidad de Sustancia
La cantidad de sustancia es una magnitud fundamental que relaciona la masa de una sustancia pura con el número de partículas (átomos, moléculas, iones, etc.) que contiene. Se mide en moles.