Fundamentos de la Materia y Enlaces Químicos: Estructura Atómica y Propiedades

Fundamentos de la Materia y Estructura Atómica

Definiciones Clave

• Materia: Cualquier entidad que ocupa un espacio y posee masa.
• Sustancias Puras: Poseen propiedades químicas y físicas características y constantes.
• Sustancias Impuras (Mezclas): No poseen propiedades físicas y químicas propias y definidas.

Componentes de la Materia

Moléculas y Átomos

• Molécula: La mínima porción de materia que conserva las características de un compuesto.
• Elementos: Sustancias puras compuestas por un solo tipo de átomo.
• Átomo: La partícula fundamental de la materia que conserva sus propiedades.

Reacciones Atómicas

Cuando los átomos reaccionan, ganan o pierden electrones.

Compuestos

Compuestos: Son el resultado de la combinación de átomos de distintos elementos en proporciones definidas, adquiriendo características propias.

Tipos de Mezclas

• Homogénea: Posee una composición uniforme en toda su extensión y presenta una sola fase.
• Heterogéneas: Son mezclas que presentan dos o más fases distinguibles.

Propiedades Atómicas y Números

Identificación Atómica

• Número Atómico (N°): Representa la cantidad de protones en el núcleo del átomo.
• Número Másico (A): Es la suma de protones y neutrones en el núcleo del átomo.

Propiedades Químicas y Físicas

• Las propiedades químicas del átomo dependen exclusivamente de los electrones.
• Isótopos: Átomos de un mismo elemento que comparten el mismo número atómico pero difieren en su número másico.
• Al cambiar el número másico, se modifican las propiedades físicas del átomo.

Estabilidad y Desintegración

• TVM (Tiempo de Vida Media): El tiempo necesario para que la mitad de una muestra de un elemento radiactivo se desintegre.

Organización Electrónica del Átomo

Niveles y Orbitales de Energía

• Los electrones se ubican y organizan según siete diferentes niveles de energía.
• Orbital: Región del espacio donde existe la mayor probabilidad de encontrar un electrón.

Comportamiento de Elementos

• Anfóteros: Elementos (metales y no metales) que presentan un doble comportamiento químico.
• Elementos Representativos: Pertenecen a los grupos IA - VIIIA de la tabla periódica.
• Elementos de Transición: Pertenecen a los grupos IIIB - IIB de la tabla periódica.

Enlaces Químicos: Uniones Atómicas

Definición y Tipos

• Enlace Químico: La fuerza que une a los átomos para formar moléculas o compuestos.
• Tipos de Enlaces: Iónico, Covalente y Metálico.

Enlace Iónico

• Se forma entre metales y no metales.
• La unión se produce por una fuerza electroestática entre iones de carga opuesta.
• Estructura de Lewis: Representación gráfica de los electrones de valencia.
• Compuestos Iónicos:
  • Generalmente son sólidos a temperatura ambiente.
  • Son aislantes eléctricos en estado sólido (no conducen la electricidad).
  • Presentan elevadas temperaturas de fusión y ebullición.
  • No se descomponen fácilmente con el calor.
  • Son solubles en agua.
  • ¡Importante! Los compuestos iónicos fundidos conducen la corriente eléctrica.

Enlace Covalente

• Se forma moléculas.
• No hay transferencia de electrones; en su lugar, se comparten pares de electrones entre átomos.
• Cada átomo comparte electrones para alcanzar la configuración electrónica de un gas noble.
• Propiedades de los compuestos covalentes:
  • Tienen bajas temperaturas de fusión y ebullición.
  • Se descomponen con el calor.
  • Generalmente no conducen la electricidad.
  • Cuando los dos átomos unidos son iguales, el enlace es puro (100% covalente).

Enlace Metálico

• Se forma cuando se unen dos o más metales.
• Los átomos forman redes tridimensionales donde los núcleos positivos se encuentran inmersos en un mar de electrones deslocalizados.
• Propiedades de los metales:
  • Conducen el calor eficientemente.
  • Conducen la electricidad.
  • Son maleables (pueden deformarse sin romperse) y dúctiles (pueden estirarse en hilos).

Números Cuánticos: Descripción del Electrón

Los Cuatro Números Cuánticos

Los números cuánticos describen el estado de un electrón en un átomo:

• n (Número Cuántico Principal): Indica el nivel de energía principal del electrón. Puede tomar valores enteros desde 1 hasta infinito.
• L (Número Cuántico Secundario o Azimutal): Relacionado con los subniveles de energía (orbitales s, p, d, f) que ocupa el electrón dentro de un nivel principal. Puede tomar valores enteros desde 0 hasta n-1.
• ML (Número Cuántico Magnético): Describe las orientaciones espaciales de los orbitales cuando el átomo está sometido a un campo magnético externo. Toma valores enteros desde -L hasta +L, incluyendo el 0.
• Ms (Número Cuántico de Spin): Relacionado con la rotación del electrón sobre su propio eje. Puede tomar dos valores: +1/2 o -1/2.