ÁTOMOS, ELEMENTOS Y COMPUESTOS

LA MATERIA

Se presenta en

Sustancias puras

Mezclas

Homogéneas

HeterogéneasCompuest

osElemento

s

Ordenados en

Tabla Periódica

Moléculas Átomos

Unidos por enlaces

Iónico Covalente Metálico

Se formula

n según

IUPAC

1. Sustancias puras y mezclas. Separación de mezclas

Sustancias: cada una de las

diversas clases de materia que existen

en la naturaleza

Sustancias puras: constituidas

por un único componente, con propiedades físicas

características

Mezclas: formadas por varias sustancias puras. Las sustancias puras que forman la

mezcla conservan sus propiedades

Mezclas heterogéneasMezclas homogéneas o disoluciones

Mezclas heterogéneas: aspecto irregular, pueden distinguirse a simple vista las distintas sustancias que la forman. Las propiedades varían de un punto a otro.

Mezclas homogéneas o disoluciones: presentan un aspecto uniforme, siendo sus propiedades las mismas en cualquiera de sus puntos, no pudiéndose distinguir las sustancias de las que están compuestas. Estas mezclas se llaman homogéneas o disoluciones.

Habitualmente en una disolución los componentes se denominan

Soluto: componente o componentes en menor proporción. Puede cambiar de estado

Disolvente : componente más abundante de las disolución. No cambia de estado

La cantidad de soluto que hay en una disolución se mide mediante la concentración. Las opciones son:

disolución

soluto

litros

gramos

L

g 100%

disolución

soluto

masa

masamasa

100% disolución

soluto

volumen

volumenvolumen

Cuando al mezclar dos sustancias obtenemos una disolución decimos que esas dos sustancias son solubles

Una sustancia deja de ser soluble en otra cuando superamos una determinada cantidad. Cuando el disolvente no admite más soluto, decimos que está saturada

En el siguiente cuadro aparecen diferentes métodos para separar mezclas

Heterogéneas

Filtración: principalmente para separar sólidos y líquidos. Se basa en el diferente tamaño de las partículas de la mezcla

Decantación: para separar mezclas de líquidos de diferente densidad

Homogéneas

Evaporación y cristalización: se emplean para separar disoluciones de sólidos y líquidos. Consiste en evaporar el disolvente y que el soluto sólido permanezca en el recipiente

Destilación: se utiliza para separar disoluciones de líquidos o para obtener el líquido de una disolución sólido líquido

2. Modelos atómicos

La historia de los modelos atómicos comienza en el siglo V a.C., cuando algunos filósofos griegos, como Demócrito, proponen que la materia no puede dividirse en trozos más pequeños indefinidamente, sino que existen unas partículas muy pequeñas, eternas, invisibles e indivisibles. A estas partículas las llamaron átomos.

El desarrollo de las teorías atómicas se produce a partir del siglo XIX

John Dalton (1808): basándose en la ley de conservación de la masa de las reacciones químicas publicó su teoría atómica

La materia está formada por partículas indivisibles e indestructibles (átomos)

Todos los átomos que forman un elemento son idénticos

Combinando átomos de distintos en proporciones fijas se forman los compuestos

Joseph John Thomson (1897): descubrió el electrón, partícula de masa mucho menor que la de los átomos y de carga negativa. Elaboró un modelo que sustituyó al de Dalton.

Considera que los átomos sí eran divisibles, formados por una esfera con masa de carga positiva, dentro de la cual se encontraban inmersos los electrones

Ernest Rutherford (1911): realizó una experiencia en la que al bombardear con partículas alfa una fina lámina de oro se desviaban más de 90º de su trayectoria

Propone un modelo atómico en el que situaba la mayor parte de la masa del átomo y su carga positiva en una región central muy pequeña, denominada núcleo. En torno al núcleo orbitan los electrones, en un espacio llamado corteza.Este modelo ha sido corregido posteriormente pero es la base de la idea más extendida de la estructura atómica.

3. La estructura del átomo

Átomo

Núcleo

Corteza

Protones: partículas con carga +

Neutrones: partículas sin carga eléctrica

La masa del protón y del neutrón son prácticamente iguales, siendo la masa del núcleo aproximadamente igual a la del átomo

Electrones: tienen una masa 1000 veces menor que la de los protones y neutrones, y la misma carga que los protones pero negativa

Los átomos de los diferentes elementos químicos se diferencian en el número de protones que tiene su núcleo. A este número se le llama número atómico (Z). Los 118 elementos conocidos se ordenan por su número atómico en la llamada Tabla Periódica.

Como el átomo es eléctricamente neutro, Z nos indica también el número de electrones que tiene.

Número másico (A): nos indica la cantidad de protones y neutrones del núcleo.

A = Z + N

XAZ

Los electrones se distribuyen en capas o niveles de energía (orbitales) alrededor del núcleo. Cada capa puede tener un número máximo de electrones: 2. 8. 18, 32,…. Excepto la última que solo puede tener un máximo de 8 electrones. La última capa se llama capa de valencia, y a los electrones que tiene electrones de valencia.

Los átomos pueden ganar o perder electrones (de valencia) y quedar cargados eléctricamente: iones

Cuando pierde electrones y queda cargado positivamente se llaman protones

Cuando gana electrones y queda cargado negativamente se llaman aniones

Isótopos: son átomos con el mismo número atómico (Z) pero diferente número másico (A), es decir tiene el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. En la imagen aparecen los isótopos del hidrógeno.

Masa atómica: como la masa de los átomos es muy pequeña, se utiliza una unidad denominada unidad de masa atómica (u).

1 u = 1,6606∙10-27 kg

Para hallar la masa atómica relativa de un elemento se calcula la media ponderada de la masa atómicas de sus isótopos

......100

%

100

% 21

mm

mat

4. Moléculas, elementos y compuestos

Un elemento es una sustancia pura formada por átomos iguales

Un compuesto es una sustancia pura formada por átomos de distintos elementos químicos y combinados entre sí en una relación numérica sencilla y constante

Los átomos pueden unirse entre sí o con otros átomos distintos formando moléculas

Actualmente se conocen 118 elementos. Cada elemento se representa por un símbolo.

Los elementos están ordenados en una Tabla Periódica formada por 18 columnas o grupos y 7 filas o periodos. Se ordenan en orden creciente de número atómico (Z)

5. ENLACE QUÍMICO

Los átomos se unen mediante los electrones más externos de la corteza atómica para alcanzar unas situación de mayor estabilidad, como la de los gases nobles, cuya última capa está completa (con ocho electrones). Según como se produzca la unión entre los átomos, existe tres tipos de enlace

IÓNICO: entre un metal y un no metal

COVALENTE: entre dos no metales

METÁLICO: entre átomos metálicos

El tipo de enlace que une a los átomos de un compuesto determina muchas de las propiedades de este.

Enlace Conductividad eléctrica

Dureza y tenacidad

T de fusión y ebullici

ón

Estado a temperatu

ra ambiente

Iónico Solo si están fundidos o disueltos

Duros y quebradizos

Altas Sólido

Covalente molecular

No conducen _ Bajas Gases, líquidos

volátiles o sólidos de bajo punto de fusión

Covalente cristalino

No conducen Muy duros Altas Sólidos

Metálico Buenos conductores

Duros, dúctiles y maleables

Altas Sólidos

SUSTANCIA IÓNICA: por ejemplo sal común (cloruro de sodio)

ENLACE COVALENTE MOLECULAR: por ejemplo el agua.

SUSTANCIA COVALENTE CRISTALINA: por ejemplo el diamante

SUSTANCIA METÁLICA; por ejemplo el oro