Estructura de la Materia y Clasificación de los Elementos Químicos

Métodos de Separación de Mezclas

La separación de sustancias es fundamental en el laboratorio. Dependiendo de la naturaleza de la mezcla, distinguimos entre:

• Mezclas heterogéneas: Se utilizan técnicas como la filtración, decantación, separación magnética y centrifugación.
• Mezclas homogéneas: Se emplean métodos como la evaporación y cristalización, destilación y cromatografía.

Evolución de los Modelos Atómicos

A lo largo de la historia, la comprensión del átomo ha evolucionado a través de diversos modelos:

• Modelo de Dalton: La materia está formada por pequeñas partículas indivisibles llamadas átomos. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, mientras que los de distintos elementos se pueden combinar. En las reacciones químicas, estos átomos se recombinan.
• Modelo de Thomson: Introduce las cargas eléctricas. El átomo se describe como una esfera maciza de carga positiva con cargas negativas (electrones) incrustadas en posiciones fijas; el átomo tiene carga neutra (modelo conocido como el budín de pasas o sandía).
• Modelo de Rutherford: Establece que la carga positiva se concentra en el núcleo (protones). Comparó el núcleo con una canica en relación al tamaño total del átomo.
• Modelo de Bohr: Los electrones ocupan órbitas predeterminadas en las que giran alrededor del núcleo. Cada capa o nivel de energía puede albergar un número distinto de electrones.

Estructura Atómica e Iones

Para identificar los átomos, utilizamos el Número másico (A), que se sitúa en la parte superior y representa la suma de protones y neutrones, y el Número atómico (Z), situado en la parte inferior, que indica el número de protones.

Respecto a los iones, estos se forman cuando los átomos ganan o pierden electrones:

• Anión: El átomo gana electrones y adquiere carga negativa ( - ).
• Catión: El átomo pierde electrones y adquiere carga positiva ( + ).

Propiedades Periódicas de los Elementos

El comportamiento de los elementos en la tabla periódica se rige por las siguientes propiedades:

• Radio atómico e iónico: Se define como la mitad de la distancia internuclear de una molécula homoatómica o heteronuclear. Esta propiedad aumenta al descender en un grupo y disminuye al avanzar en un periodo.
• Energía de ionización: Es la energía necesaria para extraer un electrón de un átomo en estado gaseoso y fundamental, convirtiéndolo en un catión monopositivo. Aumenta al avanzar en un periodo y disminuye al descender en un grupo.
• Afinidad electrónica: Es la energía intercambiada cuando un átomo en estado fundamental y gaseoso incorpora un electrón, convirtiéndose así en un anión mononegativo.
• Electronegatividad: Representa la tendencia de un átomo a atraer hacia sí el par de electrones compartido en un enlace químico.
• Reactividad: Es la capacidad de los átomos para unirse unos con otros.

Propiedades de las Sustancias Iónicas

Las sustancias con enlace iónico presentan características distintivas:

• Temperaturas de fusión y ebullición muy altas: Debido a la gran intensidad de las fuerzas electrostáticas entre iones de carga opuesta.
• Dureza y fragilidad: Los cristales iónicos suelen ser duros debido a la intensidad de las fuerzas de atracción, pero a su vez son frágiles ante impactos.
• Solubilidad: Muchos de estos compuestos son solubles en disolventes polares como el agua.
• Conductividad: No presentan conductividad eléctrica en estado sólido, ya que los iones no se pueden desplazar en la red cristalina.

Enlace Covalente y Enlace Metálico

Enlace Covalente

Se produce generalmente entre elementos no metálicos. En este enlace, dos elementos comparten los electrones de su última capa. Cada par compartido representa un enlace, que puede ser simple, doble, triple o dativo.

• Enlace covalente polar: El átomo más electronegativo atrae más los electrones, generando un dipolo (ejemplo: HCl).
• Enlace covalente apolar: Se produce entre átomos con igual electronegatividad.

Enlace Metálico

Los átomos metálicos liberan electrones formando una red cristalina de iones positivos rodeados de un "mar de electrones". Sus propiedades incluyen:

• Alta densidad y temperaturas de fusión elevadas (excepto en los metales alcalinos).
• Dureza variable, siendo muy dúctiles y maleables.
• Alta conductividad eléctrica y térmica.
• Insolubilidad y el característico brillo metálico.