Química Fundamental: Estructura Atómica, Elementos, Compuestos y Partículas Subatómicas

Conceptos Fundamentales de Química: Sustancias Puras, Elementos y Compuestos

Definición de Sustancias Puras

Una materia homogénea constituida por una sola clase de sustancia es una sustancia pura.

Cada sustancia pura se diferencia de las demás por sus propiedades características, que permiten reconocerla.

Compuestos y Elementos

• Un compuesto químico es una sustancia pura que se puede descomponer (a veces con dificultades) en otras sustancias más sencillas.
• Un elemento es una sustancia pura que no puede descomponerse en otras sustancias más simples. Los elementos se unen y originan nuevas sustancias puras, que son los compuestos.

Los dos elementos más abundantes en la corteza terrestre son el oxígeno y el silicio.

Clasificación de Elementos: Metales y No Metales

Todos los metales son buenos conductores del calor y de la electricidad.

Los no metales (excepto el grafito) son malos conductores del calor y de la electricidad.

Ejemplos de Metales

A continuación, se listan algunos metales con sus símbolos químicos:

• Aluminio (Al)
• Plata (Ag)
• Bario (Ba)
• Calcio (Ca)
• Cobre (Cu)
• Cromo (Cr)
• Estaño (Sn)
• Hierro (Fe)
• Magnesio (Mg)
• Mercurio (Hg)
• Níquel (Ni)
• Oro (Au)
• Platino (Pt)
• Plomo (Pb)
• Sodio (Na)
• Titanio (Ti)
• Zinc (Zn)

Ejemplos de No Metales

A continuación, se listan algunos no metales con sus símbolos químicos:

• Argón (Ar)
• Bromo (Br)
• Carbono (C)
• Cloro (Cl)
• Flúor (F)
• Fósforo (P)
• Helio (He)
• Hidrógeno (H)
• Yodo (I)
• Neón (Ne)
• Nitrógeno (N)
• Oxígeno (O)
• Silicio (Si)
• Azufre (S)

Estructura de la Materia: Átomos y Moléculas

El Átomo: La Unidad Fundamental

La materia es discontinua y está constituida a partir de pequeñísimas partículas llamadas átomos. Un átomo es la parte más pequeña que puede existir de un elemento. Los átomos de un elemento son diferentes de los átomos de otro elemento.

Formación de Moléculas

Dos o más átomos se pueden unir entre sí formando una agrupación llamada molécula.

• Si los átomos unidos para formar una molécula son de un mismo elemento, tenemos una molécula de un elemento.
• Si los átomos unidos para formar la molécula son de elementos diferentes, se forma la molécula de un compuesto, que se llama compuesto molecular.

Composición Atómica: Partículas Subatómicas e Iones

Partículas Subatómicas

Los átomos están formados a su vez por partículas más pequeñas llamadas partículas subatómicas. Un átomo está constituido por un núcleo, que ocupa la parte central, y por una envoltura o capa electrónica.

Componentes del Núcleo y la Envoltura

• Protones (p): Tienen carga eléctrica positiva (+).
• Neutrones (n): No tienen carga eléctrica y su masa es aproximadamente igual a la del protón.
• Electrones (e o e⁻): Tienen una carga eléctrica negativa (-), igual en magnitud a la de los protones pero de signo contrario. Se representan con la letra e o también como e⁻.

Un átomo es eléctricamente neutro, no tiene exceso de cargas positivas ni negativas y, por lo tanto, el número de protones del núcleo es igual al número de electrones de la envoltura. Los electrones tienen una masa muy pequeña y se mueven alrededor del núcleo a gran velocidad. El núcleo de un átomo ocupa un volumen muy pequeño si lo comparamos con el volumen total del átomo.

Formación de Iones

Los iones son átomos que han ganado o perdido electrones, adquiriendo una carga neta:

• Si un átomo pierde uno o más electrones, se convierte en un ión con carga eléctrica positiva, llamado catión.
• Si un átomo gana uno o más electrones, se convierte en un ión con carga negativa, llamado anión.

Tipos de Compuestos Químicos

• Los compuestos químicos que están formados por iones, como la sal común, se llaman compuestos iónicos.
• Los compuestos que están formados por moléculas, como el agua, se llaman compuestos moleculares.

La fórmula molecular nos indica el número y la clase de átomos que forman una molécula.