Fundamentos de Química: Sustancias, Tabla Periódica y Enlaces
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Sustancias Puras: Elementos y Compuestos
Una sustancia pura es materia que tiene una composición química fija y propiedades constantes que no se puede separar mediante métodos físicos. Las sustancias puras se dividen en elementos, que son sustancias simples, y en compuestos.
Los Elementos Químicos
Un elemento es una sustancia pura formada por un solo tipo de átomo que no se puede descomponer en algo más sencillo, como el oxígeno, el hierro y el carbono. Se representa internacionalmente con un símbolo químico de una o dos letras, donde la primera siempre es mayúscula.
Los Compuestos Químicos
Un compuesto es una sustancia pura que resulta de la combinación química de dos o más elementos diferentes en proporciones fijas, como el agua o el cloruro de sodio. Se representa mediante una fórmula química.
En una fórmula química, las letras representan los símbolos de los elementos que la forman y los subíndices indican la cantidad exacta de átomos de cada elemento; si no hay número, significa que hay un solo átomo.
Clasificación de los Elementos
Los elementos se clasifican en:
- Metales: Tienen brillo, son maleables, dúctiles y buenos conductores de calor y electricidad.
- No metales: No tienen brillo, son malos conductores y resultan frágiles en estado sólido.
La Tabla Periódica
La tabla periódica es un esquema organizado donde se clasifican y distribuyen todos los elementos químicos conocidos según sus propiedades físicas y químicas.
Evolución Histórica
La tabla periódica antigua fue propuesta por Dmitri Mendeléyev en 1869 y organizaba los elementos en orden creciente según sus masas atómicas, agrupando en columnas a los que tenían propiedades similares.
La tabla periódica actual fue diseñada en su base por Henry Moseley en 1913 y organiza los elementos en orden creciente según sus números atómicos, que representan la cantidad de protones. Además, incluye elementos que antes no se conocían, como los gases nobles.
Estructura y Organización
La tabla periódica está estructurada en siete filas horizontales llamadas periodos, que representan el número de niveles de energía del átomo, y en dieciocho columnas verticales llamadas grupos o familias, que representan la cantidad de electrones de valencia en su último nivel de energía.
Los elementos que forman un mismo grupo tienen propiedades físicas y químicas muy similares porque poseen la misma cantidad de electrones en su última capa.
Las 18 Familias de la Tabla Periódica
- Grupo 1: Metales alcalinos
- Grupo 2: Metales alcalinotérreos
- Grupos 3 al 12: Metales de transición
- Grupo 13: Grupo del boro o térreos
- Grupo 14: Grupo del carbono o carbonoideos
- Grupo 15: Grupo del nitrógeno o nitrogenoideos
- Grupo 16: Grupo del oxígeno, anfígenos o calcógenos
- Grupo 17: Halógenos
- Grupo 18: Gases nobles
Enlaces y Propiedades Químicas
Un enlace químico es la fuerza de atracción de naturaleza eléctrica o química que mantiene unidos a los átomos para formar moléculas o compuestos estables.
Tipos de Enlaces Químicos
- El enlace iónico se forma cuando un átomo de un metal cede electrones y un no metal los gana, manteniéndose unidos por atracción electrostática.
- El enlace covalente se produce cuando dos átomos generalmente no metálicos comparten uno o más pares de electrones para alcanzar la estabilidad.
- El enlace metálico se da entre átomos de metales, donde los electrones de valencia se liberan formando una nube o mar de electrones que mantiene unidos los núcleos.
Conceptos de Electronegatividad y Masa Molar
La electronegatividad es la medida de la capacidad o tendencia que tiene un átomo para atraer hacia sí mismo los electrones cuando forma un enlace químico.
La masa molar es la masa de un mol de una sustancia, se define como la suma de las masas atómicas de todos los átomos que componen la sustancia multiplicada por su cantidad, y se expresa en unidades de gramos por mol (g/mol).