Conceptos fundamentales de la composición de la materia: átomos, moléculas y enlaces
Conceptos fundamentales de la composición de la materia
Para comprender cómo se estructura la materia, es necesario definir los siguientes conceptos clave:
1. Elemento químico o substancia simple
Es una substancia que no se puede descomponer en otras mediante reacciones químicas y que está constituida por un solo tipo de átomo. Ejemplos: el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el carbono (C), el hierro (Fe), entre otros.
2. Átomo
Es la parte más pequeña de un elemento químico. Los átomos están constituidos por un núcleo (formado por protones y neutrones) y una corteza (formada por electrones). El número de protones y electrones es el mismo para cada átomo. Ejemplo: el átomo de carbono tiene seis protones en su núcleo y seis electrones en la corteza.
3. Molécula
Es la unión de dos o más átomos:
- Moléculas homogéneas: Si los átomos son del mismo tipo (ej. gases como el oxígeno O₂, nitrógeno N₂, hidrógeno H₂).
- Moléculas heterogéneas: Si son átomos de diferentes tipos (ej. agua H₂O o metano CH₄).
4. Substancia compuesta
Es aquella formada por dos o más elementos químicos que se pueden separar mediante reacciones químicas. Su parte más pequeña es una molécula heterogénea. Ejemplos: los óxidos de hierro (FeO, Fe₂O₃), el óxido de aluminio (Al₂O₃) e hidróxidos como el hidróxido de calcio (Ca(OH)₂).
5. Enlace químico
Es la unión entre átomos, moléculas o iones (átomos o moléculas con carga eléctrica). Cuando un átomo aislado gana electrones, adquiere carga global negativa; si los pierde, adquiere carga global positiva.
- Aniones: Átomos cargados negativamente.
- Cationes: Átomos cargados positivamente.
En la materia viva, los principales tipos de enlaces son: el enlace iónico, el enlace covalente, el enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals.
Enlace iónico
Es la unión entre átomos en la que uno de ellos capta electrones de otro debido a su diferente electronegatividad. Se generan así cationes y aniones que quedan unidos por una atracción eléctrica, formando una red cristalina.
Los átomos tienden a completar con 8 electrones su último orbital:
- Electronegativos (no metálicos): Logran completar su capa captando electrones.
- Electropositivos (metálicos): Logran completar su capa perdiendo electrones.
El enlace iónico se produce, por tanto, entre átomos muy electronegativos y átomos muy electropositivos.