Fundamentos de Química: Elementos, Átomos y Propiedades de la Materia

Conceptos Fundamentales de la Materia

Definición de Elemento Químico

Un elemento es un tipo de materia constituida por átomos de la misma clase. En su forma más simple, posee un número determinado de protones en su núcleo, lo que lo clasifica en una categoría única por su número atómico, incluso si puede presentar distintas masas atómicas.

Clasificación y Nomenclatura de Elementos

• Se conocen 106 elementos perfectamente identificados por el ser humano. De ellos, 92 son naturales (es decir, se encuentran en la naturaleza tal cual) y el resto ha sido obtenido por los científicos mediante técnicas de laboratorio, lo que significa que son artificiales.
• Nomenclatura: Cuando el símbolo de un elemento consta de dos letras (debido a que el nombre de dos o más elementos comienzan con la misma letra), la primera se escribe en mayúscula y la segunda en minúscula. Por lo general, esta corresponde a la segunda letra del nombre del elemento, pero no siempre es así.

Propiedades Distintivas de Metales y No Metales

Características de los Metales

Los metales se caracterizan por ser:

• Excelentes conductores de electricidad.
• Muy buenos conductores del calor.
• Sólidos a temperatura ambiente (a excepción del mercurio).
• De brillo intenso.
• Maleables (pueden formarse láminas).
• Dúctiles (pueden formarse hilos).
• Grises, blancos o plateados (excepto el cobre y el oro).
• Monoatómicos.
• Reactivos con el oxígeno, dando óxidos básicos.

Características de los No Metales

Los no metales se caracterizan por ser:

• Malos conductores de la electricidad o aislantes (la excepción es el grafito, una variedad alotrópica del carbono).
• Malos conductores de calor.
• Pueden ser sólidos (como el azufre y el carbono), líquidos (como el bromo) o gaseosos (como el flúor y el oxígeno).
• De brillo mate (salvo el yodo, que presenta brillo metálico).
• Imposibles de trabajar en forma de láminas o hilos.
• De colores variados.
• Reactivos con el oxígeno, dando óxidos básicos.

Estructura y Composición Atómica

Dimensiones y Estructura del Átomo

• Tamaño del Átomo: Un diámetro de unos 10⁻⁸ cm (es decir, 0.00000001 cm). Es un complejo universo dinámico.
• Composición: Están formados por un núcleo y una zona periférica que contienen, a su vez, una importante cantidad de partículas más pequeñas en continuo movimiento.

Partículas Subatómicas Fundamentales

Conceptos Clave de la Notación Atómica

• Número Atómico (Z): Es el número de protones que posee un átomo. Se representa con el símbolo Z.
• Número Másico (A): Es el número de nucleones (protones + neutrones) en el núcleo de un átomo. Se representa con el símbolo A.
• Fórmula del Número Másico: A = Z + N (donde N es el número de neutrones).
• Fórmula para calcular el número de neutrones: N = A - Z.
• Representación de los números másico y atómico:

  AXZ

  Ejemplo: Para el Carbono-12:

  12C6

  Donde 12 es el número másico (A) y 6 es el número atómico (Z).

Iones: Átomos con Carga Eléctrica

• Un ion es un átomo o molécula que ha perdido su neutralidad eléctrica porque ha ganado o perdido electrones de su dotación original, que era neutra.
• Anión: Es un ion que se forma cuando un átomo gana uno o más electrones, adquiriendo una carga neta negativa.
• Catión: Es un ion que se forma cuando un átomo pierde uno o más electrones, adquiriendo una carga neta positiva.