Elementos Químicos: Definición, Clasificación y Tipos de Enlaces

Definición de Elemento Químico: Evolución Histórica y Concepto Actual

Lavoisier y la Definición Clásica

La definición propuesta por Lavoisier en su Tratado Elemental de Química coincidía con la formulada por Boyle un siglo antes: "Elementos son todas las sustancias en las cuales, por cualquier medio, podemos descomponer los cuerpos". Sin embargo, Lavoisier incluyó erróneamente la luz y el calórico como elementos en su clasificación.

Dalton y la Teoría Atómica

Según Dalton, los átomos de un elemento químico serían las partículas más pequeñas que pueden participar en la identificación de una sustancia. Por sentido común, todos los átomos de un elemento deberían ser idénticos entre sí. Esta idea fue apoyada posteriormente por Mendeleiev.

Definición Actual

Un elemento químico es aquella sustancia que está formada por átomos cuyo núcleo contiene el mismo número de protones, es decir, átomos que tienen el mismo número atómico (Z).

El Sistema Periódico (Tabla Periódica)

En el Sistema Periódico (SP), los elementos se ordenan según el valor creciente de Z. Los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares. Estas propiedades están relacionadas con el número de electrones de valencia. Los átomos, al unirse, intercambian electrones hasta adquirir ocho electrones en su última capa (regla del octeto, aunque hay excepciones).

Moléculas y Cristales: Estructuras de la Materia

Moléculas

Están formadas por un número definido de átomos, generalmente pequeño. Se denominan:

• Diatómicas: Si contienen dos átomos.
• Triatómicas: Si contienen tres átomos, etc.

Pueden ser:

• Moléculas de sustancias simples: Formadas por átomos iguales (ejemplo: Cl₂, cloro).
• Moléculas de compuestos: Formadas por átomos diferentes (ejemplos: CO₂, dióxido de carbono; SO₃, trióxido de azufre).

Cristales

Están formados por un número variable, muy grande, de átomos, iones o moléculas que se disponen formando una estructura tridimensional regular. Constituyen estructuras gigantes en las que trillones de átomos se unen de forma ininterrumpida. Pueden ser:

• Cristales de sustancias simples: Formados por átomos iguales.
• Cristales de compuestos: Formados por átomos diferentes.

Tipos de Enlaces Químicos

Enlace Iónico

Aspectos microscópicos:

• Los metales pierden electrones, formando iones positivos (cationes).
• Los no metales ganan electrones, formando iones negativos (aniones).

Propiedades de los compuestos iónicos:

• Sólidos a temperatura ambiente.
• Duros.
• Solubles en agua (generalmente).
• No conductores en estado sólido.
• Conductores en estado fundido o en disolución acuosa.

Enlace Covalente

Es la unión entre dos átomos de elementos no metálicos que comparten electrones. Los compuestos covalentes típicos (redes covalentes) suelen ser:

• Sólidos.
• Duros.
• No conductores.
• Insolubles.

Enlace Metálico

Se da cuando los iones positivos de un metal comparten una "nube" de electrones deslocalizados. Propiedades de los metales:

• Sólidos (excepto el mercurio, que es líquido).
• Conductores de la electricidad y el calor.
• Dúctiles (se pueden formar hilos).
• Maleables (se pueden formar láminas).
• Brillo metálico.

El Mol

Un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) como átomos hay en 12 gramos de carbono-12 (¹²C). Este número se conoce como Número de Avogadro (aproximadamente 6.022 x 10²³).