Conceptos Clave de Química: Estructura Atómica y Reacciones

Estructura del Átomo

En el núcleo se encuentran los protones y los neutrones, que constituyen la mayor parte de la masa del átomo. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga. Orbitando alrededor del núcleo se encuentran los electrones con carga eléctrica igual a la del protón pero negativa.

Los átomos de diferentes elementos se diferencian en el número de protones que tiene su núcleo. A este número le llamamos número atómico y se representa con la letra Z. Los átomos de distintos elementos se diferencian por este número.

La Masa del Átomo

Depende principalmente del número de protones y neutrones que tiene dicho átomo.

El Número Másico (A)

Nos indica la cantidad de protones y neutrones que tiene el átomo. Es decir, A = Z + N.

Número Atómico

Es el número de protones que tiene un átomo, se denomina Z. En un átomo neutro hay el mismo número de protones y electrones y, por tanto, Z también será igual al número de electrones.

Número Másico

Es el número total de partículas que tiene el núcleo (protones + neutrones).

Masa Atómica

Las masas de los átomos son cantidades muy pequeñas y no es práctico expresarlas en unidades usuales. La unidad que se utiliza es la unidad de masa atómica (U). Así, la masa atómica de un elemento químico es la masa de uno de sus átomos medida en unidades de masa atómica.

Isótopos

Cuando dos o más átomos tienen el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones y, por tanto, diferente número másico. Los isótopos pertenecen al mismo elemento químico, ya que Z no cambia.

• Protio: 1 protón, 1 electrón
• Deuterio: 1 protón, 1 electrón, 1 neutrón
• Tritio: 1 protón, 1 electrón, 2 neutrones

Iones

Los iones son átomos que han perdido o ganado electrones en su corteza. Pueden ser:

• Cationes: Iones con carga eléctrica positiva.
• Aniones: Iones con carga negativa.

Número de Oxidación

Número entero que representa cuántos electrones gana o pierde un átomo cuando forma un compuesto. El número de oxidación se considera positivo si el átomo pierde electrones y negativo si gana electrones.

Enlace Químico

Es la unión de dos átomos que, cuando se juntan, intercambian electrones.

Elemento Químico

Se unen dos átomos iguales.

Compuestos Químicos

Dos átomos diferentes se juntan.

Reacción Química

Es un proceso en el que una o más sustancias (reactivos) reaccionan para dar lugar a otras sustancias con propiedades diferentes (productos).

Tipos de Reacciones Químicas

Reacción de Síntesis

A + B → AB: En este tipo de reacciones, dos o más sustancias se combinan para formar una nueva.

Ejemplo: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (Síntesis de Haber)

Reacciones de Descomposición

AB → A + B: Es el proceso contrario al anterior. Una sustancia se descompone en otras más sencillas.

Ejemplo: CaCO₃ → CaO + CO₂

Reacciones de Sustitución

AB + X → AX + B: Es cuando un elemento es desplazado o sustituido por otro.

Ejemplo: Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Reacciones de Oxidación y Reducción

Antiguamente, la oxidación se definía como la reacción de una sustancia con oxígeno para obtener otras sustancias que lo contuvieran en su composición. Así, una reacción de oxidación sería: C + O₂ → CO₂.

La reacción de reducción es la pérdida de oxígeno por parte de una sustancia.

Ejemplo: CuO + H₂ → Cu + H₂O

Reacciones Exotérmicas

Son aquellas en las que la energía se desprende en forma de calor. Entre estas reacciones se encuentran las reacciones de combustión.

Reacciones Endotérmicas

Son aquellas que absorben la energía del exterior, en forma de calor, luz, etc. Una de las reacciones endotérmicas más importantes es el proceso de fotosíntesis.