La Matèria: Composició, Àtoms i Taula Periòdica

La Matèria: Composició i Estructura Atòmica

La matèria, segons la seva composició, es pot trobar en forma de mescles o de substàncies pures. Les substàncies pures no es poden descompondre en altres de més senzilles mitjançant canvis físics. Dins de les substàncies pures, trobem:

• Compostos: Es poden descompondre en altres substàncies pures, els elements, mitjançant processos químics.
• Elements: Són les substàncies més senzilles i no es poden descompondre en altres.

Les unitats fonamentals de la matèria són els àtoms. Els elements estan formats per un mateix tipus d'àtoms, i els compostos estan formats per la combinació d'àtoms de diferents elements.

Exemples:

• Elements: Oxigen (O), calci (Ca), hidrogen (H)...
• Compostos: Aigua (H₂O), àcid clorhídric (HCl), clorur de sodi (NaCl)...
• Mescles: Aire, gasolina, aigua de mar...

Estructura de l'Àtom

Un àtom és la unitat més petita d'un element químic que manté les seves propietats i no pot ser dividida mitjançant processos químics. L'estructura d'un àtom consta de dues parts:

• Nucli: Es troba al centre de l'àtom i està format per:
  • Protons (p+): Tenen càrrega elèctrica positiva.
  • Neutrons (n): No tenen càrrega elèctrica.
• Escorça electrònica: Es troba al voltant del nucli i està formada per electrons (e-) amb càrrega elèctrica negativa.

La càrrega de l'electró i el protó s'anomena càrrega elèctrica fonamental.

• Nombre atòmic (Z): És el nombre de protons que contenen els àtoms d'un element al nucli.
• Nombre màssic (A): És la suma dels protons i neutrons que formen el nucli (A = Z + n).

Isòtops: Són àtoms que tenen el mateix nombre atòmic però diferent nombre màssic (mateix nombre de protons, diferent nombre de neutrons).

Els electrons es troben ordenats en un àtom en els nivells i subnivells corresponents a la configuració electrònica, i l'últim nivell o capa s'anomena capa de valència. Els espectres són evidències que demostren com és l'escorça electrònica. L'espectre d'emissió es registra en una placa protectora amb ratlles de diferents colors. L'espectre discret conté quatre ratlles.

Evolució de la Taula Periòdica

• Llei de les Tríades (Johan Döbereiner): Observà la relació entre la massa atòmica i les propietats dels elements.
• Llei de les Octaves (John Newlands): Ordenà els elements coneguts segons la seva massa atòmica creixent.
• Taula de Mendeleiev (Dmitri Mendeleiev): Publicà la taula periòdica amb 63 elements coneguts, ordenats segons la seva massa atòmica.
• Henry Moseley (1913): Identificà el nombre atòmic de cada element i reféu la taula, col·locant els 89 elements per nombre atòmic creixent (Llei Periòdica de Moseley).

Organització de la Taula Periòdica

La taula periòdica actual té 118 elements (no 111) i està distribuïda en:

• 7 files o períodes
• 18 columnes o grups

El radi atòmic és útil per calcular el volum dels àtoms. Un catió és un àtom que ha perdut un electró, i un anió és un àtom que ha guanyat un electró.

Els elements es divideixen en:

• Metalls
• No metalls
• Gasos nobles: formats per gasos.
• Halògens: formats per elements no metàl·lics.
• Metalls alcalins: tenen un electró a la capa de valència.
• Metalls de transició: conjunt d'elements situats al centre de la taula.

L'Enllaç Químic

L'enllaç químic és la força que manté els àtoms units. La distància d'enllaç és la distància entre els nuclis dels àtoms enllaçats.

Segons com s'uneixen els àtoms, trobem:

• Elements: formats per àtoms aïllats, molècules o xarxes cristal·lines.
• Compostos: formats per molècules o xarxes cristal·lines.

Tipus d'enllaços

• Enllaç iònic: Força d'atracció entre àtoms metàl·lics i no metàl·lics (transferència d'electrons).
• Enllaç covalent: Es produeix entre dos àtoms no metàl·lics (comparteixen electrons).
• Enllaç covalent polar: Els àtoms comparteixen electrons, però amb diferent intensitat.
• Enllaç metàl·lic: Força que manté units els àtoms d'un metall, formant una estructura cristal·lina constituïda per cations i un núvol d'electrons.