Conceptos Esenciales de la Química: Transformaciones, Átomos y Uniones Moleculares

Fundamentos Esenciales de la Química

Tipos de Cambios en la Materia

• Cambios Físicos: Se alteran algunas de las propiedades, pero no hay cambio de sustancia.
• Cambios Químicos: Se transforma la naturaleza de las sustancias que intervienen.
• Cambios Nucleares: Unos elementos químicos se transforman en otros.

La Química y sus Ramas

La Química estudia la constitución, propiedades y transformaciones de la materia. Dentro de la química hay muchas ramas:

• Química General: Principios fundamentales relativos a la constitución, propiedades y cambios de la materia.
• Química Inorgánica: Los elementos y sus compuestos y la materia mineral de bajo nivel de organización.
• Química Orgánica: Los compuestos del carbono, los que son producidos por los seres vivos y la materia orgánica con alto nivel de organización.
• Bioquímica: Procesos que tienen lugar en los organismos vivos; su objeto son los cambios en la materia viva.

Conceptos Fundamentales de la Materia

Sustancia

Es una porción de materia que comparte las mismas propiedades específicas y están formadas por partículas iguales (átomos, moléculas o cristales).

Compuesto

Es aquella sustancia cuyas moléculas o cristales están formados por átomos diferentes.

Elemento

Es una sustancia formada por átomos iguales.

Estructura Atómica

Modelo de Rutherford

Se diferencian dos partes:

• Núcleo: Pequeño y formado por protones y neutrones. Se encuentra toda la carga positiva y casi toda la masa.
• Corteza Electrónica: Constituida por todos los electrones que hay en el átomo, girando alrededor del núcleo y a gran distancia.

Parámetros Atómicos Clave

• Número Atómico (Z): Número de protones del átomo.
• Número de Masa (A): Suma de neutrones y protones del núcleo $\rightarrow A = Z + N$.

Variaciones Atómicas

• Isótopos: Son los átomos de un mismo elemento que tienen distinto número de neutrones.
• Iones: Son los átomos a los que les faltan o les sobran electrones y que, por tanto, tienen carga eléctrica neta. Cuando se forman iones positivos se les llama cationes y cuando son negativos aniones.

Clasificación de Elementos Químicos

Elemento Químico: Clase de átomo que tienen en común su número atómico. Está clasificado en: metales, no metales y gases nobles.

Procesos Energéticos

• Procesos Exotérmicos: Algunas sustancias de bajo contenido energético se organizan formando moléculas y estructuras muy complejas.
• Procesos Endotérmicos: Son procesos en los que se desprende energía.

Regla del Octeto y Enlaces Químicos

Regla del Octeto

Los átomos tienden a ganar, perder o compartir electrones hasta completar su última capa (capa de valencia) con 8 electrones.

Tipos de Enlaces

Enlace Iónico

• Suelen ser sólidos, cristalinos, duros y frágiles.
• No conducen la corriente eléctrica en estado sólido, pero sí cuando están fundidos o en disolución.
• Son solubles.
• Se produce entre elementos metálicos que forman iones positivos y no metálicos que forman iones negativos.

Enlace Covalente

• No conduce la corriente.
• La mayoría son líquidos o gases en condiciones ambientales.
• Son solubles (ej. $\text{H}_2\text{O}$).
• Temperaturas de fusión y ebullición son bajas.
• Se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones.

Enlace Metálico

• Sólidos, cristalinos, duros, dúctiles y maleables (la mayoría).
• Densos.
• No son solubles en agua ($\text{H}_2\text{O}$).
• Conducen la electricidad en cualquier estado.

Distribución Electrónica

Orbitales y Llenado

Capacidad de los orbitales:

• $s = 2$
• $p = 6$
• $d = 10$
• $f = 14$

Orden para llenarlos:

$1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 6f, 7d, 7f$