Átomos, moléculas y iones

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Fichas descriptivas generales desde el descubrimiento del átomo.
Juan Carlos Flores
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La teoría atómica El filósofo griego Demócrito expresó su creencia de que toda la materia estaba formada por átomos. En 1808 John Dalton formuló una definición de los componentes estructurales indivisibles de la materia llamados átomos. Dalton basó su teoría atómica en resumen en cuatro elementos: 1.Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos. 2.Los átomos de un elemento dado son idénticos en tamaño masa y propiedades químicas. 3.Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. 4.Una reacción química implica sólo una separación, combinación o reordenación de los átomos. La segunda hipótesis afirma que los átomos de un elemento son diferentes para los demás átomos. La tercera hipótesis sugiere que, para formar un determinado compuesto, no sólo se necesitan los átomos de los elementos adecuados, sino que es indispensable un número específico de dichos átomos. Esta hipótesis confirma otra ley importante, la ley de las proporciones múltiples. La cuarta hipótesis de Dalton es otra forma denunciar la ley de la conservación de la masa, que establece que la materia ni se crea ni se destruye.
La estructura del átomo El átomo se puede definir como la unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química. Gracias a varias investigaciones lograron el descubrimiento de tres partículas principales: electrones, protones y neutrones. El electrón Un cuerpo cargado el movimiento se comporta como un imán y puede interactuar con los campos electromagnéticos y eléctricos que atraviesa. Actualmente, estas partículas con carga negativa se conocen como electrones. Radiactividad Marie Curie, sugirió el nombre de radiactividad para describir la emisión espontánea de partículas y de radiación. Los rayos alfa consisten en partículas cargadas positivamente. Los rayos beta son electrones y son rechazados por la placa con carga negativa. Los rayos Y no presentan carga y no los afecta un campo externo. El protón y el núcleo Las cargas positivas de un átomo se concentran totalmente en el núcleo, siendo este la parte situada en el centro del átomo. Las partículas del núcleo que tienen carga positiva reciben el nombre de protones. El neutrón El físico inglés James Chadwick en 1932 proporcionó la prueba de que deberían existir otros tipos de partículas subatómicas en el núcleo. Chadwick denominó neutrones, debido a que eran partículas eléctricamente neutras con una masa un poco mayor que la masa de los protones.
Número atómico, número de masa e isótopos. El número atómico es el número de protones en el núcleo de cada átomo de un elemento. El número de masa es el número total de protones y neutrones presentes en el núcleo de un átomo de un elemento. Con excepción de la forma más común del hidrógeno. El número de neutrones en un átomo es igual a la diferencia entre el número de masa y el número atómico. No todos los átomos de un elemento dado tienen la misma masa. La mayoría de los elementos tiene dos o más isótopos: átomos que tienen el mismo número atómico pero diferente número de masa. Las propiedades químicas de un elemento están determinadas, fundamentalmente por los protones y electrones de sus átomos; en condiciones normales los neutrones no participan en los cambios químicos. Los isótopos del mismo elemento tienen similar comportamiento químico, forman el mismo tipo de compuestos y reaccionan de manera semejante.
La tabla periódica Más de la mitad de los elementos conocidos actualmente se descubrieron entre 1800. Con la necesidad de organizar la gran cantidad de información disponible respecto de la estructura y propiedades de las sustancias elementales se desarrolló la tabla periódica, una tabla en la que se encuentran agrupados juntos los elementos que tienen propiedades químicas y físicas semejantes.En la tabla los elementos están acomodados de acuerdo con su número atómico. Los elementos pueden dividirse en tres categorías: metales, no metales y metaloides. un metal es un buen conductor del calor y la electricidad, mientras que un no metal es mal conductor del calor y la electricidad. Un metaloide presenta propiedades intermedias entre los metales y los no metales. La tabla periódica es una herramienta útil que correlaciona las propiedades de los elementos de una forma sistemática y ayuda a hacer predicciones respecto del comportamiento químico.
Moléculas y iones la mayor parte de la materia está formada por moléculas o iones formados por los átomos. Moléculas Son agregados de dos átomos en un entorno definido que se mantienen unidos por medio de fuerzas químicas. Una molécula díatómica contiene sólo dos átomos,mientras que una que contiene más de dos átomos recibe el nombre de molécula poliatómica. Iones Unión es un átomo o un grupo de átomos que tienen una carga neta positiva o negativa. La pérdida de uno o más electrones a partir de un átomo neutro forma un catión, un ión con carga neta positiva. Por otra parte, una anión es un ión cuya carga neta es negativa debido a un incremento en el número de electrones. Un compuesto iónico está formado por cationes y aniones. Los iones monoatómicos contienen sólo un átomo, y los que contienen más de un átomo se conocen como iones poliatómicos.
Fórmulas químicas Las fórmulas químicas se utilizan para expresar la composición de las moléculas y los compuestos y iónicos, por medio de los símbolos químicos. fórmulas moleculares Indican la cantidad exacta de átomos de cada elemento que está presente en la unidad más pequeña de una sustancia. Un alótropo es una de las dos o más formas diferentes de un elemento. En general, se utilizan dos tipos de modelos moleculares: los modelos de esferas y barras y los modelos espaciales. en los modelos de esferas y barras los átomos están representados por esferas de madera o de plástico, para representar los enlaces químicos se utilizan barras o resortes. En los modelos espaciales, los átomos están representados por esferas truncadas, el primer paso hacia la construcción de un modelo molecular es escribir la fórmula estructural, que muestra cuántos átomos están unidos entre sí en una molécula. fórmulas empíricas. La fórmula empírica indica que elementos están presentes y la relación mínima, en números enteros, entre sus átomos. Fórmulas de los compuestos y iónicos Las fórmulas de compuestos iónicos siempre son las mismas que sus fórmulas empíricas debido que los compuestos y iónicos no están formados por unidades moleculares discretas. Para que los compuestos iónicos sean eléctricamente neutros, la suma de las cargas del catión y de la unión de cada unidad de fórmula debe ser igual a cero. Si las cargas son diferentes el número, el subíndice del catión debe ser numéricamente igual a la carga de el anión, y el subíndice de el anión debe ser numéricamente igual a la carga del catión.
Nomenclatura de los compuestos Los químicos han desarrollado un sistema para nombrar la sustancias con base en su composición.se dividen en tres categorías: compuestos iónicos, compuestos moleculares y ácidos y bases. Compuestos iónicos Muchos compuestos iónicos son compuestos binarios. Para compuestos binarios primero se nombra el anión no metálico, seguido por el catión metálico. Los compuestos ternarios significan que son compuestos formados por tres elementos. Nomenclatura de bases Una base se puede describir como una sustancia que libera iones de hidróxilo cuando está disuelta en agua. Hidratos Los hidratos son compuestos que tienen un número específico de moléculas de agua unidades unidas a ellos.
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