Conceptos fundamentales de química: cationes, aniones, isótopos y la evolución de la tabla periódica

Definiciones básicas

Cuando un átomo pierde electrones adquiere carga positiva y se convierte en un catión. Cuando un átomo gana electrones y adquiere carga negativa es un anión.

Isótopos: átomos que tienen el mismo n.º de protones y diferente n.º de neutrones (Z igual y A diferente).

Elementos: son sustancias formadas por un solo tipo de átomos.

Compuestos: son sustancias que resultan de la agrupación de átomos de distintos elementos.

Historia y evolución de la clasificación de los elementos

Hay 114 elementos. Su criterio de clasificación ha ido cambiando a medida que se iban conociendo los elementos. A continuación se resumen los hitos principales:

• Comienzos del siglo XIX

  Al comienzo del s. XIX solo se distinguían entre metales y no metales.

• 1817 — Johann W. Döbereiner

  Döbereiner los clasificó según sus masas atómicas. Solo relacionó tres grupos de tres elementos cada uno; cada grupo era una tríada.

• 1863 — John A. Newlands

  Newlands ordenó los elementos según su masa y los clasificó por las semejanzas en sus propiedades. Se conocían muy pocos elementos, así que esta clasificación no fue eficaz.

• 1870 — Dmitri I. Mendeléyev

  Mendeléyev publicó la primera tabla de elementos químicos —la llamada tabla periódica—. Los ordenó por su masa atómica y los agrupó por sus propiedades, que se repetían cada cierto número. Predijo nuevos elementos químicos para situarlos en los huecos que había dejado en su tabla.

• Julius Lothar Meyer

  Ordenó los elementos mediante su volumen atómico. Su tabla era muy parecida a la de Mendeléyev, aunque tardó un año más en publicarla.

Tabla periódica actual

En la tabla periódica actual el criterio de clasificación es el número atómico. En esta clasificación, los elementos de la misma columna tienen propiedades semejantes, tal y como observó Mendeléyev.

Tipos de elementos

• Metales

  Son casi el 75% de todos los elementos. Se caracterizan por su brillo metálico y por conducir bien el calor y la electricidad. Son dúctiles (se estiran en hilos), como el estaño, y maleables (forman láminas), como el oro. Excepto el mercurio, que es líquido, son sólidos a temperatura ambiente y se funden a altas temperaturas. Tienen tendencia a perder electrones formando cationes.

• No metales

  Sus características son muy variadas. Son malos conductores del calor y la electricidad. A temperatura ambiente pueden ser sólidos (azufre), líquidos (bromo) o gaseosos (flúor). La mayoría de los sólidos son blandos (yodo). La temperatura de fusión para la mayoría de los sólidos es baja, al igual que la temperatura de ebullición para los líquidos. Suelen captar electrones formando aniones.

• Gases nobles

  Se encuentran como átomos aislados. Son gases a temperatura ambiente y son muy estables, ya que no tienden a formar compuestos ni iones. Sus aplicaciones están relacionadas con su estabilidad química; por ejemplo, se usan en bombillas fluorescentes.