Química Fundamental: Explorando la Materia, Átomos y Enlaces Químicos

Definición de Química

La Química es una ciencia natural que tiene como objeto de estudio los fenómenos que ocurren en la naturaleza. Se define como el estudio de la materia, los cambios que ocurren en ella y las variaciones de temperatura que los acompañan.

Características Fundamentales de la Química

• Lenguaje Propio: Es una ciencia con un lenguaje específico, que permite expresar ideas de manera concreta y precisa.
• Uso de Herramientas y Lenguaje Interdisciplinario: Se apoya en diversas herramientas y se relaciona con otras disciplinas científicas.
• Carácter Puro y Aplicado:
  • La Química Pura se dedica al estudio de la estructura atómica y molecular de la materia, buscando comprender sus principios fundamentales.
  • La Química Aplicada utiliza estos conocimientos para resolver problemas prácticos y desarrollar nuevas tecnologías.

La Materia y sus Propiedades

¿Qué es la Materia?

La materia es todo aquello que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio (volumen) y es perceptible.

Propiedades de la Materia

• Propiedades Extensivas: Son aquellas que dependen de la cantidad de materia presente, como la masa o el volumen.
• Propiedades Intensivas: Son aquellas que no dependen de la cantidad de materia, como la densidad, el punto de fusión o la temperatura.

Estructura Atómica y Modelos

Estructura del Átomo

El átomo consta de un núcleo central formado por protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga). El núcleo, por lo tanto, tiene una carga eléctrica positiva (+). Los electrones, que poseen carga negativa, giran a altas velocidades alrededor del núcleo, describiendo orbitales. En un átomo neutro, la cantidad de protones es igual a la cantidad de electrones.

Modelo Atómico

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo que busca explicar su comportamiento y propiedades.

Configuración Electrónica y Números Cuánticos

Configuración Electrónica

La configuración electrónica es la representación simbólica de la distribución, ubicación y movimiento de los electrones en los distintos niveles y subniveles energéticos de un átomo. Para realizarla, se utilizan los números cuánticos.

Números Cuánticos

• Número Cuántico Principal (n): Indica el nivel energético del electrón, con valores enteros positivos (1, 2, 3, ..., hasta 7).
• Número Cuántico Secundario o Azimutal (l): Indica el subnivel energético y la forma del orbital, representado por las letras s, p, d, f.

Iones: Cationes y Aniones

Los iones son átomos o moléculas que han ganado o perdido uno o más electrones, adquiriendo una carga eléctrica neta.

• Metales: Tienden a ceder electrones y se convierten en iones positivos, conocidos como cationes.
• No Metales: Tienden a ganar electrones y se convierten en iones negativos, conocidos como aniones.

Uniones Químicas y Enlaces

¿Qué es una Unión Química?

Las uniones químicas son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos entre sí para formar sustancias simples o compuestas. Lo que mantiene cohesionados a los átomos es una fuerza de suficiente intensidad que actúa sobre ellos.

Los Enlaces Químicos

Los enlaces químicos son el conjunto de fuerzas que mantienen unidas a los átomos que constituyen una molécula o compuesto, y describen cómo están unidos estos átomos.

Electrones de Valencia

Los electrones de valencia son los electrones del nivel más externo de un átomo y son los que intervienen directamente en las uniones químicas.

Unión Covalente y sus Propiedades

Unión Covalente

La unión covalente se establece entre átomos de no metales. Estos átomos comparten electrones para formar sustancias moleculares. La clasificación de las uniones covalentes (simples, dobles, triples) depende del número de pares electrónicos compartidos entre dos átomos. También existen las uniones covalentes coordinadas o dativas.

Propiedades de los Compuestos Covalentes

• Pueden presentarse en estado sólido, líquido o gaseoso a temperatura ambiente.
• Generalmente, son malos conductores de calor y electricidad.
• Poseen bajos puntos de fusión y ebullición.