Conceptos esenciales de química: átomos, enlaces y fuerzas intermoleculares

Química: definición y conceptos fundamentales

La química es la ciencia que estudia la constitución, las propiedades y las transformaciones de la materia. Se denomina elementos a las sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más sencillas.

Átomos y elementos

Los elementos están constituidos por átomos, que son partículas materiales independientes. En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen.

Hipótesis de Dalton

La hipótesis de Dalton sostiene que:

• Los elementos están constituidos por átomos, que son partículas materiales independientes, inalterables e indivisibles.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en el resto de sus propiedades.
• Los átomos de distintos elementos tienen diferente masa y propiedades.
• Los compuestos se forman por la unión de los átomos de los correspondientes elementos.

Isótopos

Se denominan isótopos a los átomos del mismo elemento que presentan diferente número de neutrones y distinto número másico.

Espectro electromagnético

El espectro electromagnético es el conjunto de las radiaciones electromagnéticas. No solo está formado por las ondas que percibimos sensorialmente, sino por otras ondas como las de radio, microondas, infrarrojas, ultravioletas, etc.

Teoría de Lewis y la regla del octeto

Lewis sostiene que la capa electrónica más externa de un átomo puede contener hasta ocho electrones. Esta configuración representa una disposición electrónica especialmente estable, semejante a la de un gas noble; a esto se le denomina la regla del octeto. Los átomos tienden a unirse cediendo, captando o compartiendo electrones con el fin de alcanzar el octeto.

Diagrama electrónico de Lewis

En el diagrama electrónico de Lewis se representa cada átomo por su símbolo rodeado de puntos que indican los electrones de la capa externa.

Enlaces químicos

Los enlaces químicos son las fuerzas o interacciones que unen átomos entre sí. A continuación se describen los tipos principales:

Enlace iónico

El enlace iónico se produce al unirse un elemento metálico con uno no metálico. Sus propiedades principales son:

• Suelen formar sólidos duros a temperatura ambiente.
• Tienen temperaturas de fusión y ebullición elevadas.

Enlace covalente

El enlace covalente se produce entre dos elementos de carácter no metálico. Sus propiedades son:

• Generalmente presentan temperaturas de fusión y ebullición bajas.
• Son malos conductores de la electricidad en estado sólido y, en muchos casos, insolubles en agua.

Enlace metálico

El enlace metálico es responsable de la unión de los átomos en los metales. Estos átomos se agrupan de forma muy cercana entre sí, dando lugar a estructuras compactas y a redes cristalinas. Sus propiedades incluyen:

• Los puntos de fusión y ebullición pueden variar notablemente.
• Presentan ductilidad (pueden estirarse en hilos).
• Presentan maleabilidad (pueden formar láminas).

Fuerzas intermoleculares

Las moléculas con enlace covalente pueden ejercer entre sí fuerzas electrostáticas de tipo atractivo. Estas interacciones son las llamadas fuerzas intermoleculares y determinan muchas propiedades físicas de las sustancias, como punto de ebullición, solubilidad y estado de agregación.

Conservación en las reacciones químicas

En las reacciones químicas, según lo señalado anteriormente, los átomos no se crean ni se destruyen; únicamente se reorganizan para formar nuevas sustancias.

Resumen

• La química estudia la materia, sus propiedades y transformaciones.
• Los elementos están formados por átomos; los isótopos son variantes con distinto número de neutrones.
• El espectro electromagnético incluye muchas radiaciones más allá de lo visible.
• La regla del octeto explica la tendencia de los átomos a alcanzar una configuración estable.
• Los enlaces iónico, covalente y metálico tienen propiedades y comportamientos característicos.
• Las fuerzas intermoleculares influyen en las propiedades macroscópicas de las sustancias.