Explorando la Química Básica: Estructura Atómica y Reacciones
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Fundamentos de la Estructura Atómica
Modelo Atómico de Bohr y la Evolución Cuántica
El Modelo de Bohr promovió investigaciones de científicos que llevaron a postular el modelo atómico cuántico actual. Según este modelo, los electrones no se distribuyen en órbitas definidas, sino que se encuentran en zonas del espacio denominadas orbitales atómicos.
Número Atómico (Z)
Este número se llama número atómico (Z) y se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente.
Número Másico (A)
El número másico (A) nos indica el número total de partículas que hay en el núcleo, es decir, la suma de protones y neutrones. Se sitúa como superíndice y representa la masa del átomo, concentrada en una unidad.
Elementos Químicos y su Identificación
Aunque todos los átomos tienen, en general, la misma estructura, no son todos iguales. Todos los que tienen la misma cantidad de protones pertenecen a un mismo elemento químico. El número de protones en los átomos se denomina número atómico (Z); los nucleones son las partículas que componen el núcleo (protones y neutrones). En la naturaleza se encuentran 92 elementos químicos y 26 se crearon de manera artificial. Cuando el átomo se encuentra en su estado original, tiene igual número de protones que de electrones.
El Modelo Atómico Actual y la Configuración Electrónica
El Modelo Atómico Actual (Schrödinger)
En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con cargas que giran en torno al núcleo. Este modelo representa la exploración a nivel microscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo.
Configuración Electrónica
Según este modelo, los electrones se distribuyen en niveles de energía, los cuales se indican con un número entero (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Cuanto más lejos del núcleo se encuentre un electrón en su órbita, mayor será su nivel de energía. A su vez, cada nivel tiene diferentes subniveles que se indican con las letras (s, p, d, f).
La Tabla Periódica y Propiedades Atómicas
La Tabla Periódica: Historia y Evolución
La Tabla Periódica se atribuye a Dmitri Mendeléyev, quien tuvo la gran idea de ordenar los elementos conocidos en su época según sus pesos atómicos. Cuarenta años después, Henry Moseley logró determinar los números atómicos de los elementos. Este descubrimiento permitió modificar y perfeccionar la tabla de Mendeléyev.
Electronegatividad
La electronegatividad es la capacidad que tiene un átomo para atraer y retener los electrones de un enlace químico hacia sí. Esta propiedad aumenta en la tabla periódica de izquierda a derecha en un periodo y disminuye de arriba hacia abajo en un grupo.
Valencia y Electrones de Valencia
Richard Abegg llamó valencia al número de electrones que tienen los átomos en el nivel de energía más externo o capa de valencia. Por tratarse de electrones que intervienen en las reacciones químicas, son los electrones que un átomo necesita ganar, perder o compartir para completar su último nivel de energía.
Teoría del Octeto
Si se analiza la configuración electrónica externa de los gases inertes, observamos que en su último nivel de energía tienen 8 electrones. De esto se deduce que son tan estables por tener completo su nivel de energía externo.
Iones y Enlaces Químicos
Iones Monoatómicos
Los átomos de los elementos de los grupos 1, 2 y 3 ceden electrones, respectivamente, formando cationes. Los elementos de transición pueden formar iones con cargas diferentes.
Tipos de Enlaces Químicos
Enlace Iónico
El enlace iónico es aquel en el que uno o más electrones de un átomo son transferidos a otro átomo, resultando en la formación de iones positivos (cationes) y negativos (aniones) que se atraen entre sí electrostáticamente.
Enlace Covalente
El enlace covalente es aquel en el que uno o más pares de electrones son compartidos por dos o más átomos.
Polaridad Molecular: El Caso del Agua
El agua es una molécula polar, ya que los momentos dipolares de sus dos enlaces, dispuestos en forma de 'V', se suman, generando una densidad de carga negativa en el oxígeno y dejando a los hidrógenos con una densidad de carga positiva.
Compuestos Químicos: Óxidos
Óxidos
Óxidos Básicos
Los óxidos básicos resultan de la combinación de un metal con el oxígeno. Generalmente, están formados por enlaces iónicos. El oxígeno se encuentra en estado gaseoso.
Óxidos Ácidos
Los óxidos ácidos (o anhídridos) resultan de la combinación de un no metal con el oxígeno. Se pueden sintetizar directamente mediante procesos de oxidación.