Principios Básicos de Química: Sustancias, Mezclas y Átomos

Conceptos Fundamentales de Química

Sustancias y Mezclas

Las sustancias puras son aquellas **constituidas por un único componente** y con **propiedades físicas y químicas características**. Ej.: **Amoniaco (NH₃)**.

Las mezclas son la **unión de varias sustancias puras**.

Tipos de Mezclas

• Mezcla Heterogénea: Son aquellas mezclas en las que **a simple vista se pueden distinguir los componentes** que la forman. Ej.: **agua y aceite**.

• Mezcla Homogénea o Disolución: Es una mezcla en la que **no se pueden distinguir a simple vista los componentes**. Ej.: **agua y sal**.

  En una disolución, el **componente en mayor proporción** es el **disolvente**, y el **componente en menor proporción** es el **soluto**.

  La concentración de una disolución se define como la **cantidad de soluto que hay disuelto** en una determinada cantidad de disolvente o de disolución.

  Formas de expresar la cantidad de soluto (Concentración):

  • Gramos de soluto por litro de disolución (g/L)
  • Porcentaje en masa (% m/m): (masa de soluto / masa de disolución) × 100
  • Porcentaje en volumen (% v/v): (volumen de soluto / volumen de disolución) × 100

Separación de Mezclas

Existen diversos métodos para separar los componentes de una mezcla, dependiendo de sus propiedades físicas:

• Filtración: Separa **componentes sólidos y líquidos**. Se usa para **mezclas heterogéneas**. Consiste en hacer pasar la mezcla a través de un material poroso (filtro) que permite el paso del líquido (filtrado), reteniendo el sólido.

• Decantación: Se usa para separar **mezclas heterogéneas de líquidos con diferentes densidades** o un sólido de un líquido. Se utiliza un embudo de decantación o simplemente dejando reposar la mezcla. El componente de menor densidad flota sobre el de mayor densidad.

• Evaporación y Cristalización: Procedimiento para **separar un sólido disuelto de un líquido**. Cuando se produce la evaporación del disolvente, el soluto forma cristales.

• Destilación: Se usa para **separar disoluciones** (mezclas homogéneas de líquidos o de un sólido disuelto en un líquido) basándose en la diferencia de sus puntos de ebullición. Se calienta la mezcla y el líquido más volátil se evapora, para luego condensarse y ser recogido.

Estructura Atómica

El átomo es la **unidad fundamental de la materia** que conserva las propiedades de un elemento químico.

Partes del Átomo

• Corteza Electrónica: Es la parte externa del átomo donde se encuentran los **electrones**, partículas con **carga negativa**, girando en **órbitas** o **niveles de energía** alrededor del núcleo.

• Núcleo Atómico: Se encuentra en el centro del átomo y es extremadamente pequeño en comparación con el tamaño total del átomo. Contiene dos tipos de partículas:

  • Protones: Partículas con **carga positiva (+)**.
  • Neutrones: Partículas **sin carga eléctrica**.

  En un átomo neutro, el número de cargas positivas del núcleo (protones) coincide con el número de cargas negativas de la corteza (electrones).

Identificación Atómica

• Número Atómico (Z): Representa el **número de protones** en el núcleo de un átomo. Es el que **determina la identidad de un elemento químico** y su posición en la **Tabla Periódica**.

• Número Másico (A): Representa la **suma del número de protones y neutrones** en el núcleo. También se le conoce como masa atómica.

  El número de neutrones se calcula como: Neutrones = A - Z.

Iones e Isótopos

Iones

Los iones son **átomos o grupos de átomos que han perdido o ganado electrones**, adquiriendo así una **carga eléctrica neta** (positiva o negativa).

• Cationes: Son **átomos que han perdido electrones** y, por lo tanto, quedan **cargados positivamente**. Se representan añadiendo el símbolo del elemento y el número de cargas positivas (ej., Na⁺, Ca²⁺) como superíndice a la derecha.

• Aniones: Son **átomos que han ganado electrones** y, por lo tanto, quedan **cargados negativamente** (ej., Cl⁻, O²⁻).

Isótopos

Los isótopos son **átomos del mismo elemento químico** (es decir, con el mismo número de protones, Z) pero que poseen **diferente número de neutrones** en su núcleo, lo que resulta en un **número másico (A) diferente**.