Fundamentos de la Química: Átomos, Materia y Tabla Periódica

Desde el punto de vista de su objeto, la ciencia se clasifica en ciencia natural y ciencias sociales.

Desde el punto de vista de su función, la ciencia se clasifica en ciencia pura y ciencias aplicadas. (Dentro de las ciencias aplicadas se sitúa la química).

¿Qué es la Química?

La química es la ciencia que estudia la materia desde todo punto de vista. Esto incluye su constitución, sus propiedades, las transformaciones que sufre y las leyes que rigen dichas transformaciones.

El Átomo: La Unidad Fundamental

El átomo es la partícula indivisible que conforma la materia. Tiene protones (+), electrones (-) y neutrones (sin carga).

Estados de la Materia y sus Cambios

Los cambios de estado de la materia son cambios físicos, ya que cambian el estado físico de la sustancia. Mientras dura el cambio de estado, la temperatura permanece constante.

• Sólido a líquido: Fusión
• Líquido a sólido: Congelación
• Sólido a gas: Sublimación
• Líquido a gas: Vaporización
• Gas a líquido: Condensación

Un elemento es volátil cuando cambia rápidamente de líquido a gaseoso.

Representación de los estados de la materia:

• Estado líquido: o o o o
• Estado sólido: oooo
• Estado gaseoso: en el aire

La evaporación y la ebullición son dos formas de producir el cambio de líquido a gas o vapor.

• La evaporación ocurre en la superficie del líquido.
• La ebullición ocurre en toda la masa del líquido.

Cambio químico: Transformación o cambio de identidad.

Ejemplo: HCL(ac) + Zn(s) -> CLZn

Finalidades de la Química

Entre las finalidades de la química podemos citar lo siguiente:

1. Identificar o distinguir la naturaleza de la sustancia que constituye al cuerpo. El objetivo primordial se encuentra en las propiedades específicas de las materias.
2. Estudiar los cambios que la sustancia sufre constantemente. Estos cambios se conocen como reacción química.
3. Estudiar el mecanismo de las reacciones químicas. Conociendo la estructura íntima de las sustancias, se conoce la constitución de la materia y de esta forma no solo se identifican, sino que se diferencian las diversas sustancias.

Tabla Periódica y el Átomo

El Átomo y sus Componentes

Masa o peso atómico: Es aproximadamente igual a la suma del número de protones y al número de neutrones del núcleo.

Número atómico: Representa la cantidad de número de protones en el núcleo o bien al número de electrones en el entorno del átomo.

Ejemplo: ²³₁₁Na

Elemento sódico:

• Número atómico: 11 (número de protones)
• Peso atómico: 23 (número de protones + número de neutrones)

Tomando en cuenta los valores del número atómico y el número másico podemos determinar el número de neutrones (N) presentes en el núcleo del átomo.

Subíndice X₂

^Superíndice X²

Número másico: número de protones + número de neutrones.

1er caso: (6S) cuando el número aparece delante del símbolo se denomina coeficiente e indica el número de moles de átomos de ese elemento.

2do caso: (O₂) cuando el número aparece al pie del símbolo del elemento se denomina subíndice. Este indica el número del átomo del elemento.

Ejemplo: Aluminio (Al)

• Símbolo: Al
• Número atómico: 13
• Peso atómico: 26,98
• Valencias: 3
• Punto de fusión: 660 °C
• Punto de ebullición: 2450 °C

Grupos y Periodos en la Tabla Periódica

Los elementos en la tabla periódica están ubicados en grupos y periodos.

• Grupo: Representan el número del último nivel energético que hace referencia a las columnas allí presentes. Hay 18 grupos de las cuales 8 son largos y 10 son cortos. Los elementos de un mismo grupo tienen configuraciones similares en los niveles de energía más exteriores.
• Periodo: Es cada fila de la tabla. El número de niveles energéticos que tiene cada átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en solo niveles, lo que conlleva a este orden.

Tipos de Fórmulas Químicas

Las fórmulas químicas se clasifican en:

1. Empírica: Representa la relación de números enteros más pequeños en que se combinan los átomos para formar un compuesto.
2. Molecular: Representa la cantidad exacta de átomos que posee cada elemento en una sustancia sencilla o compuesta.
3. Estructural o desarrollada: Representa la disposición o distribución de los átomos que conforman la molécula.