Sistemas Homogéneos y Estructura Atómica: Conceptos Fundamentales

Sistemas Homogéneos

Un sistema homogéneo es aquel que está formado por una sola fase, presentando las mismas propiedades intensivas en todos sus puntos.

Soluciones

Una solución es un sistema homogéneo formado por dos o más componentes.

Componentes de una solución:

1. Soluto: Es el componente que se encuentra en menor proporción; puede haber más de uno en la mezcla.
2. Solvente: Es el componente que se encuentra en mayor proporción.

Disolver: Consiste en mezclar los componentes para formar una solución (ejemplo: sal disuelta en agua).

Diluir: Consiste en agregar solvente a una solución para preparar otra solución de menor concentración (ejemplo: agregar más agua a una disolución de sal en agua).

• El estado físico en el que se encuentre el solvente determinará el estado físico de la solución resultante.

Métodos de Fraccionamiento en Soluciones

1. Cromatografía en papel: Se basa en las diferentes afinidades de los componentes de una solución por el papel (soporte fijo) o por un líquido absorbido por este (agua, alcohol). A medida que el líquido asciende por el papel, arrastra los componentes más solubles en él, dejándolos a mayor distancia de la muestra inicial. Los menos solubles en el líquido quedan más cerca de la muestra.
2. Destilación simple: Se basa en los distintos puntos de ebullición de los componentes de una solución. De esta manera, se pueden extraer los componentes condensando sus vapores y recogiéndolos por separado.

Sustancias

Llamamos sustancia a cada componente de un cuerpo. Las sustancias puras no se pueden fraccionar mediante métodos físicos.

Tipos de Sustancias

1. Sustancias Compuestas: Son aquellas que se pueden descomponer en dos o más sustancias diferentes (ejemplos: agua, sal de mesa, azúcar). Están formadas por más de un elemento químico.
2. Sustancias Simples: Son aquellas que no se pueden descomponer por ningún método químico (ejemplos: hierro, aluminio, dioxígeno). Están formadas por un solo elemento.

¿Cómo se pueden descomponer las sustancias compuestas?

Existen diversos métodos químicos para lograr la descomposición:

• Termólisis: Método de descomposición por acción del calor.
  • Termo: acción de calor.
  • Lisis: ruptura.
  • Ejemplo: Termólisis de la sacarosa (azúcar común), que es un sólido blanco cristalino.

• Electrólisis: Método de descomposición por medio de la electricidad.
  • Electro: electricidad.
  • Lisis: ruptura.

Elementos Químicos

Los elementos son los constituyentes fundamentales que componen las sustancias y se encuentran organizados en la Tabla Periódica.

• A las sustancias se las representa mediante fórmulas químicas (ejemplos: H₂O, NH₃).

¿Cómo representamos los elementos?

Se representan mediante símbolos químicos consistentes en letras. La primera letra siempre se escribe en mayúscula.

• Ejemplos: H (Hidrógeno), O (Oxígeno).

Clasificación por composición:

• Sustancias simples: Están formadas por un solo elemento (se identifican por tener una sola letra mayúscula en su símbolo). Ejemplo: O₂.
• Sustancias compuestas: Están formadas por más de un elemento (se identifican por tener más de una letra mayúscula o una combinación de mayúsculas y minúsculas). Ejemplo: H₂O.

Modelos Atómicos

A lo largo de la historia, la ciencia ha propuesto diversos modelos para entender la estructura del átomo:

1. Dalton
2. Thomson
3. Rutherford
4. Bohr

Modelo Atómico Actual

El átomo es la menor proporción de materia que participa en una reacción química. Su estructura se divide en:

1. Núcleo: Contiene protones (p⁺) y neutrones (n⁰). A ambos se les denomina nucleones.
2. Periferia: Contiene los electrones (e^-) moviéndose en orbitales.

• Carga neutra: En un átomo neutro, la cantidad de protones es igual a la de electrones.
• La materia es discontinua porque las partículas están separadas por espacios vacíos.

Propiedades Numéricas

• Número Másico (A): Es la suma de protones + neutrones que hay en el núcleo del átomo.
• Número Atómico (Z): Indica la cantidad de protones que hay en el átomo.

Fórmulas de cálculo:

• Número másico (A) – Número atómico (Z) = Neutrones
• Protones = Electrones (en estado neutro)

Isótopos

Se denominan isótopos a los átomos del mismo elemento que tienen igual número atómico (Z) pero diferente número másico (A), debido a una diferencia en la cantidad de neutrones.

Los primeros 20 elementos de la Tabla Periódica

Hidrógeno (H), Helio (He), Litio (Li), Berilio (Be), Boro (B), Carbono (C), Nitrógeno (N), Oxígeno (O), Flúor (F), Neón (Ne), Sodio (Na), Magnesio (Mg), Aluminio (Al), Silicio (Si), Fósforo (P), Azufre (S), Cloro (Cl), Argón (Ar), Potasio (K), Calcio (Ca).