Conceptos Fundamentales de Química: Materia, Estados y Estructura Atómica

Conceptos Básicos de la Materia

La química se fundamenta en el estudio de la materia y sus transformaciones. Para comprenderla, es esencial familiarizarse con términos clave como magnitud y propiedades características.

Magnitud

Llamamos magnitud a cualquier característica de la materia o de los cambios que puede experimentar, que se puede medir, es decir, expresar con número y unidad.

Propiedades Características

Son aquellas que tienen un valor propio y característico para cada sustancia. Algunas de las más importantes incluyen:

• La densidad
• El punto de fusión
• El punto de ebullición
• La dureza
• La solubilidad en agua
• La conductividad eléctrica

Cambios de Estado de la Materia

La materia puede experimentar diversos cambios de estado, siendo la evaporación y la ebullición dos procesos fundamentales en la transición de líquido a gas.

Evaporación

Es el cambio de estado de líquido a gas que se produce solo en la superficie del líquido; es un proceso lento.

Ebullición

Es el cambio de estado de líquido a gas que tiene lugar en toda la masa del líquido; es un proceso rápido.

Grupos de la Tabla Periódica y Configuración Electrónica

La tabla periódica organiza los elementos según sus propiedades, que están estrechamente relacionadas con la configuración electrónica de sus átomos, especialmente el número de electrones en su último nivel energético.

Grupo 18: Gases Nobles

Los átomos del grupo 18 se denominan gases nobles. Tienen 8 electrones en el último nivel. No ganan ni pierden electrones, por lo que son los elementos más estables de la tabla periódica.

Grupo 17: Halógenos

Los átomos del grupo 17, los halógenos, tienen 7 electrones en el último nivel. Deben ganar 1 electrón para conseguir la configuración estable del gas noble siguiente: se convierten en un ion con carga -1.

Grupo 16: Anfígenos

Los anfígenos tienen 6 electrones en el último nivel. Deben ganar 2 electrones para conseguir la configuración estable del gas noble siguiente: se convierten en un ion con carga -2.

Grupo 15

Tienen 5 electrones en el último nivel. Deben ganar 3 electrones para conseguir una configuración estable del gas noble siguiente: se convierten en un ion con carga -3.

Grupo 14

Los átomos del grupo 14 tienen 4 electrones en el último nivel. Para tener el mismo número de electrones que un gas noble, podrán ganar o perder 4 electrones: se convertirían en iones con carga -4/+4.

Grupo 13

Los átomos del grupo 13 tienen 3 electrones en el último nivel. Si los pierden, adquirirán la configuración estable del gas noble anterior. Por tanto, tienden a convertirse en iones con carga +3.

Grupo 1: Alcalinos

Los alcalinos tienen 1 electrón en el último nivel. Deben perder 1 electrón para conseguir una configuración más estable: se convierten en un ion con carga +1.

Grupo 2: Alcalinotérreos

Los átomos del grupo 2, los alcalinotérreos, tienen 2 electrones en el último nivel. Deben perder 2 electrones para conseguir una configuración más estable: se convierten en un ion con carga +2.

Clasificación de Sustancias

Las sustancias se clasifican fundamentalmente en elementos y compuestos, dependiendo de la composición de sus átomos.

Elementos

Son sustancias formadas por un solo tipo de átomos.

Compuestos

Son sustancias que resultan de la agrupación de átomos de distintos elementos.

Modelos Atómicos Históricos y Actual

A lo largo de la historia, la comprensión de la estructura atómica ha evolucionado a través de diferentes modelos científicos.

Modelo de Thomson

Según Thomson, el átomo debía ser como una gran masa de carga positiva, e insertados en ella, debían estar los electrones. La carga negativa de los electrones compensaba la carga positiva, para que el átomo fuera neutro.

Modelo de Rutherford

El átomo está formado por un núcleo muy pequeño y una corteza. En el núcleo está concentrada toda su carga positiva y casi toda su masa; en la corteza están los electrones girando alrededor del núcleo.

Modelo de Bohr

El científico Niels Bohr realizó una serie de estudios de los que dedujo que los electrones de la corteza giran alrededor del núcleo describiendo solo determinadas órbitas circulares.

Modelo Atómico Actual

Un orbital es una región del espacio en la que existe una probabilidad máxima de encontrar un electrón.