Comprendiendo la Estructura Atómica y la Tabla Periódica

La Naturaleza de la Carga Eléctrica y la Estructura Atómica

Algunos cuerpos presentan carga eléctrica que pueden adquirir por frotamiento, contacto o inducción. Esta carga puede ser positiva (protones) o negativa (electrones).

Cuando se acercan dos objetos con electricidad del mismo tipo, se repelen, mientras si son dos cuerpos con electricidad de diferente tipo se atraen.

Distintos descubrimientos permitieron identificar tres partículas fundamentales en el interior de los átomos: el protón, el electrón y el neutrón. Los protones y los electrones están formados por otras partículas más pequeñas llamadas quarks.

Evolución de los Modelos Atómicos

Por orden cronológico, los modelos atómicos estudiados son:

• Thomson: Propuso que el átomo debía ser como una gran masa de carga positiva, con los electrones insertados en ella. La carga negativa de los electrones compensaba la carga positiva, asegurando la neutralidad del átomo.
• Rutherford: Postuló que el átomo está formado por un núcleo muy pequeño y una corteza. En el núcleo se concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo; en la corteza se encuentran los electrones girando alrededor del núcleo.
• Bohr: Sugirió que los electrones giran alrededor del núcleo describiendo solo determinadas órbitas circulares. Cada órbita tiene una energía específica, por lo que las órbitas se denominan niveles de energía.
• Modelo Actual: Define un orbital como una región del espacio en la que existe una probabilidad máxima de encontrar al electrón.

Representación y Clasificación de los Átomos

Para representar un átomo se utilizan un símbolo y dos números:

• El número atómico (Z) indica el número de protones.
• El número másico (A) indica la suma de protones y neutrones.

Todos los átomos que tienen el mismo número atómico pertenecen al mismo elemento químico.

Se llaman isótopos los átomos que tienen el mismo número de protones y distinto número de neutrones.

Cuando un átomo pierde electrones, adquiere carga positiva y se convierte en un ion positivo o catión.

Cuando un átomo gana electrones, adquiere carga negativa y se convierte en un ion negativo o anión.

Tipos de Sustancias y la Tabla Periódica

Las sustancias a las que dan lugar los átomos pueden ser de dos tipos:

• Sustancias simples: Son aquellas formadas por un solo tipo de átomos.
• Compuestos: Son sustancias que resultan de la agrupación de átomos de distintos elementos.

La clasificación más sencilla de los elementos químicos conocidos consiste en catalogarlos como metales, no metales y gases nobles.

Los elementos con propiedades químicas comunes se localizan en la misma tabla, la tabla periódica. La posición de un elemento en la tabla indica qué tipo de iones puede formar.

Las filas horizontales se denominan periodos y las verticales, grupos. Existen 7 periodos y 18 grupos.

En la tabla periódica se representan todos los elementos químicos conocidos. Algunos son muy abundantes en la corteza terrestre, pero apenas se encuentran en los seres vivos.

Bioelementos y Oligoelementos

Se llaman bioelementos los elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Los más abundantes son el C, H, O, N, P, Mg, S, Na, K y Cl, y constituyen más del 99% de estos seres vivos.

Se llaman oligoelementos los elementos que están en menor proporción (aproximadamente el 0,1%) y que son indispensables para los seres vivos, como el Fe, Zn, Mn, F, I, Cu y Co.

Estados de la Materia a Nivel Atómico

Desde el punto de vista químico, todas las sustancias que existen en la naturaleza pueden ser átomos aislados, moléculas o cristales.

Los elementos del grupo 18, los gases nobles, se presentan a temperatura ambiente como gases cuyas partículas son átomos aislados.

Una molécula es una agrupación de átomos que pueden pertenecer al mismo elemento o a varios diferentes. Es la parte más pequeña de una sustancia que conserva sus propiedades químicas. Una sustancia molecular es un conjunto de moléculas.

Un cristal es una forma de materia cuyas partículas presentan una estructura interna perfectamente ordenada que se extiende en las tres direcciones del espacio. Dependiendo de cómo las partículas constituyan el cristal, puede ser iónico, covalente o metálico.