Fundamentos de Química: Elementos, Propiedades y la Estructura de la Tabla Periódica

Definición de Elemento Químico

Un elemento químico es el conjunto de todos los átomos que tienen el mismo valor del número atómico (Z).

Clasificación de los Elementos Químicos

Tipos según su Origen

• Elementos Químicos Naturales: Se encuentran en la naturaleza, aunque casi todos ellos aparecen combinados con otros elementos. Las excepciones son el tecnecio, el prometio, el ástato y el francio.
• Elementos Químicos Artificiales: No se encuentran en la naturaleza, sino que se obtienen mediante tecnología nuclear. Incluyen todos los elementos con Z mayor que 92 (elementos transuránicos).

Propiedades Distintivas: Metales y No Metales

A continuación, se presenta una comparación de las propiedades físicas y químicas de los metales y los no metales:

Metales

• Tienen un brillo característico, denominado brillo metálico.
• Son muy buenos conductores de la electricidad y del calor.
• Salvo el mercurio, que es líquido, el resto son sólidos. En general, presentan temperaturas de fusión y de ebullición elevadas.
• Tienen tendencia a perder electrones, formando iones positivos (cationes).
• Son flexibles, dúctiles y maleables.
• Son blancos y grisáceos, salvo el oro y el cobre.

No Metales

• No tienen brillo metálico y pueden presentar distintos colores.
• Son muy malos conductores de la electricidad (aislantes).
• Muchos de ellos son gases, aunque los hay líquidos y sólidos. En general, tienen temperaturas de fusión y de ebullición bajas o muy bajas.
• Tienen tendencia a ganar electrones, formando iones negativos (aniones).
• Los sólidos son rígidos y quebradizos.

Importante: Metales y no metales se combinan entre sí dando compuestos muy importantes, como por ejemplo, óxidos y sales.

El Sistema Periódico Actual

En el Sistema Periódico Actual, los elementos aparecen colocados en orden creciente a su número atómico (Z).

Grupos y Periodos: La Distribución de los Elementos

Los elementos se distribuyen en:

• Grupos: 18 columnas verticales. Todos los elementos de un mismo grupo tienen igual número de electrones en la capa de valencia y, por lo tanto, presentan propiedades químicas similares.
• Periodos: 7 filas horizontales. Todos los elementos de un mismo periodo tienen igual número de capas electrónicas.

Clasificaciones Adicionales

• Gases Nobles: No reaccionan con otros elementos para formar compuestos (son inertes).
• Metales Nobles: Son poco reactivos (ej. Oro, Platino).
• Semimetales (Metaloides): Son muy apreciados hoy por sus propiedades como semiconductores.
• Bioelementos: Se llaman así a los elementos químicos más abundantes en la materia viva.
• Oligoelementos: Son elementos químicos esenciales que se encuentran en una proporción muy pequeña en los organismos.

Conceptos Estructurales

• Unidad Elemental: Es la parte más pequeña de una sustancia que mantiene las propiedades químicas de esa sustancia.
• Red Cristalina (Cristal): Es una estructura ordenada en el espacio de unidades elementales de sustancias que se repiten de forma periódica.

Sustancias Atómicas y Estructura

Las sustancias atómicas se presentan de varias formas:

• Los gases nobles están formados por átomos aislados.
• Otras sustancias (como metales y algunos no metales) están formadas por átomos unidos entre sí.

En los metales puros, los átomos están unidos formando una tupida red cristalina o cristal, donde los átomos de metal se extienden en las tres direcciones del espacio. También forman cristales algunas sustancias formadas por átomos no metálicos.