Fundamentos de Química: Elementos, Clasificación y Tipos de Enlaces Químicos

Nomenclatura y Clasificación de Elementos Químicos

A continuación, se presenta una lista de elementos comunes y sus símbolos químicos:

• Grupo 1 (Alcalinos) y otros: Hidrógeno (H), Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio (Rb), Cesio (Cs).
• Grupo 2 (Alcalinotérreos): Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Estroncio (Sr), Bario (Ba).
• Metales de Transición: Cromo (Cr), Manganeso (Mn), Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni), Zinc (Zn), Cobre (Cu), Plata (Ag), Cadmio (Cd), Platino (Pt), Oro (Au), Mercurio (Hg).
• Otros Metales y Metaloides: Aluminio (Al), Estaño (Sn), Plomo (Pb), Bismuto (Bi), Boro (B), Carbono (C), Silicio (Si).
• No Metales: Nitrógeno (N), Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb), Oxígeno (O), Azufre (S), Selenio (Se), Telurio (Te).
• Halógenos: Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Yodo (I).
• Gases Nobles: Helio (He), Neón (Ne), Argón (Ar), Kriptón (Kr), Xenón (Xe), Radón (Rn).

Definiciones Fundamentales

• Elemento Químico: Sustancia pura simple formada por un solo tipo de átomo.
• Compuesto Químico: Sustancia pura que resulta de la agrupación de átomos de distintos elementos.

Propiedades de Metales y No Metales

Metales

Los metales presentan las siguientes características:

• Poseen un brillo característico (brillo metálico).
• Son buenos conductores del calor y la electricidad.
• Son dúctiles y maleables (se pueden estirar en hilos y formar láminas fácilmente).
• Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio, Hg).
• La mayoría tienen elevados puntos de fusión.
• Tienden a perder electrones y formar iones positivos (cationes).

No Metales

Los no metales se caracterizan por:

• Ser malos conductores del calor y la electricidad.
• Pueden ser sólidos (ej. azufre), líquidos (ej. bromo) o gases (ej. flúor) a temperatura ambiente.
• Presentan temperaturas de fusión y ebullición muy variadas.
• Por lo general, en estado sólido son frágiles.
• Suelen captar electrones, formando iones negativos (aniones).

Evolución Histórica de la Tabla Periódica

La organización de los elementos se desarrolló a través de varios hitos históricos:

1. 1817: Método de las Tríadas (Döbereiner)

   Identificó grupos de tres elementos en los que se repetían propiedades. El elemento central poseía una masa atómica media de los otros dos.

2. 1863: Ley de las Octavas (Newlands)

   Observó que las propiedades se repetían cada siete elementos, estableciendo analogías con la escala musical.

3. 1869-1870: La Primera Tabla Periódica

   El ruso D. Mendeléyev (considerado el padre de la tabla periódica) y, en 1870, el alemán J. Meyer idearon la primera tabla periódica. En esta versión, las propiedades de los elementos se repetían periódicamente, aunque la ordenación se basaba aún en las masas atómicas.

Formas de Presentación de los Átomos en la Naturaleza

Los átomos se presentan en la naturaleza principalmente como átomos aislados, moléculas o cristales.

Átomos Aislados (Gases Nobles)

Los elementos del Grupo 18 (gases nobles) se presentan a temperatura ambiente como gases cuyas partículas son átomos aislados. La razón es que los átomos de estos elementos son muy estables y no necesitan combinarse con otros. La fórmula química coincide con el símbolo de cada gas: He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.

Moléculas y Enlace Covalente

Molécula

Una molécula es un grupo concreto de átomos unidos mediante uno o varios enlaces covalentes (EC).

• Enlace Covalente (EC): Se da entre no metales. Los átomos alcanzan el octeto mediante la compartición de electrones.

Propiedades de las Sustancias Moleculares

Las sustancias formadas por moléculas presentan las siguientes propiedades:

• Puntos de fusión y ebullición generalmente bajos.
• A temperatura ambiente pueden encontrarse en estado sólido, líquido o gaseoso, dependiendo de las fuerzas intermoleculares existentes.

Cristales y Tipos de Enlaces

Cristales

Los cristales son agrupaciones de muchos átomos e iones con una estructura interna ordenada que se extiende en las tres direcciones del espacio. Dependiendo de las características de los átomos que forman el cristal, estos estarán enlazados mediante diferentes tipos de enlaces: iónico, covalente o metálico.

Tipos de Enlaces en Cristales

Enlace Iónico (Ei)

• Se da entre un metal y un no metal.
• Los átomos alcanzan el octeto mediante la pérdida o ganancia de electrones, resultando en un ion positivo (catión) y otro negativo (anión) que se atraen electrostáticamente.

Enlace Covalente (EC)

• (Ver definición anterior). Forma cristales covalentes (ej. diamante).

Enlace Metálico (EM)

• Se da entre átomos iguales de un elemento metálico.
• Los átomos pierden sus electrones de valencia, que son compartidos por toda la red cristalina (modelo de la 'nube de electrones').
• La red cristalina está formada por cationes inmersos en este mar de electrones compartidos.