Elementos químicos

Elementos químicos, nombres y organización

Qué es un elemento químico?

Se definen como sustancias básicas formadas por un mismo tipo de átomos y no pueden separarse en sustancias más simples. Los elementos se representan por medio de símbolos:

 

En 1820 el químico sueco Jons Jakob Berzelius, introduce los símbolos de los elementos que conocemos hoy en día. Este sistema incluye una o dos letras, la primera siempre en mayúscula. Al existir tantos elementos algunas letras iniciales se repiten, por lo tanto, el elemento más abundante,

conserva la letra inicial del nombre y a los otros se les agrega una segunda letra en minúscula.

Los símbolos químicos forman un tipo de alfabeto científico que identifica a cada elemento. En la actualidad la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) es la entidad encargada de reglamentar la forma de escribir los símbolos de los elementos y los nombres de los compuestos

Existen aproximadamente 111 elementos, 90 de los cuales se han encontrado en forma natural. Los restantes se han producido de manera sintética mediante reacciones nucleares. Sin embargo, pequeñas cantidades de algunos de estos elementos también pueden existir en forma natural.

Clasificación: Tabla periódica internacional

Los elementos químicos se encuentran clasificados en la tabla periódica de los elementos.

La tabla periódica actual se basa en la propuesta por Mendeleev, la misma está ordenada en siete renglones horizontales llamados periodos y 18 columnas verticales llamadas grupos o familias.

Los grupos o familias poseen propiedades semejantes y configuraciones electrónicas externas iguales, se identifican porque tienen nombres particulares:

●       Familia I A o metales alcalinos.

●       Familia II A o metales alcalinotérreos.

●       Familia III A o térreos.

●       Familia IV A o carbonoides.

●       Familia V A o nitrogenoides.

●       Familia VI A o calcógenos.

●       Familia VII A o halógenos.

●       Familia VIII A o gases nobles.

Los períodos son los renglones horizontales formados por elementos que están acomodados en orden creciente de su número atómico. Los elementos ubicados en un mismo período tienen igual nivel de energía y masas similares, pero sus propiedades son distintas, se encuentran siete períodos:

●       Período 1; el hidrógeno y el helio.

●       Período 2: ocho elementos, desde el litio hasta el neón.

●       Período 3: ocho elementos, desde el sodio hasta el argón.

●       Período 4: 18 elementos, desde el potasio hasta el criptón.

●       Período 5: 18 elementos, desde rubidio hasta el xenón.

●       Período 6: 32 elementos, desde el cesio hasta el radón.

●       Período 7: 25 elementos, desde el francio hasta el elemento 111.

En la tabla periódica se identifican tres grandes bloques, ordenados en grupos A o B:

●       Representativos: pertenecen al grupo A, incluye elementos metálicos, no metales y metaloides. La configuración electrónica externa de estos elementos termina en los subniveles s o p.

●       Transición: se ubican en el grupo B, comprenden únicamente metales con una configuración externa que incluye los subniveles s y d.

●       Transición interna: formado por dos filas de elementos la primera reúne a los lantánidos (tierras raras) y la segunda agrupa a los actínidos.

Organización de los elementos en metales, metaloides y no metales

Metales:

1.      Todos son sólidos, excepto el mercurio que es líquido a temperatura ambiente.

2.      Son brillantes.

3.      Tienen altas densidades.

4.      Son maleables o sea fácilmente moldeables.

5.      Son dúctiles, se pueden estirar para formar largos hilos.

6.      Tienen altos puntos de fusión.

7.      La mayoría tienen colores similares a la plata, a excepción del cobre que es rojizo y oro amarillo.

8.      Los metales tienden a presentar bajas energías de ionización y por eso se oxidan cuando sufren reacciones químicas.

No metales

1.      Son malos conductores del calor y la electricidad.

2.      Presentan bajas densidades.

3.      Poseen bajos puntos de fusión, excepto el diamante (forma de carbono), funde a 3570 grados C.

4.      No son dúctiles, ni maleables.

5.      Tienen colores variados; el azufre (amarillo), el carbón (negro), el bromo (rojo), el silicio (gris oscuro) y el cloro (amarillo verdoso).

Metaloides

1.      Son frágiles y quebradizos.

2.      Son semiconductores tanto de calor como de electricidad.

3.      A temperatura ambiente se presentan en estado sólido.

4.      Proyectan poca luz.

Algunos usos de los elementos químicos

Elemento	Símbolo	usos
Aluminio	Al	Recipientes, aleaciones, utensilios.
Hierro	Fe	Herramientas, imanes, aleaciones.
Magnesio	Mg	Bombillos, luces de bengala.
Bario	Ba	Fuegos artificiales, vidrios, pintura.
Calcio	Ca	Aleaciones, cal, cemento.
Cobalto	Co	Acero, imanes, herramientas.
Cobre	Cu	Monedas, latón, cable eléctrico.
Cromo	Cr	Acero inoxidable
Estroncio	Sr	Fuegos artificiales, luces de bengala.
Mercurio	Hg	Baterías, explosivos, termómetros.
Níquel	Ni	Monedas, acero inoxidable.
Paladio	Pd	Joyería, odontología y medicina.

Actividades

https://www.educaplay.com/es/coleccion/113/1/elementos__y_simbolos_1.htm

Videos

https://www.youtube.com/watch?v=efOBfpJYaCo

https://www.youtube.com/watch?v=LW5eX7A4u3Y

Masa atómica

Masa atómica:

La masa atómica de un elemento se define como el promedio de las masas de los isótopos, dando a conocer la abundancia de cada uno de ellos en la naturaleza. No todos los átomos de un elemento son exactamente iguales, la mayoría de los elementos tienen distintos isótopos, los cuales se toman en cuenta paara calcular la masa atómica de un elemento.

Este cálculo se realiza a partir de la masa de los isótopos y sus abundancias porcentuales de la siguiente manera: 

Ejemplo de cómo resolver problemas de masa atómica:

Isótopos e iones

Isótopos:

Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen diferente número de masa e igual número atómico. Es decir, tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. La mayoría de los elementos presentan varios isótopos. Por ejemplo: el estaño es el elemento con más isótopos estables, tiene 10.

Todos los isótopos de un mismo elemento presentan las mismas propiedades químicas, sin embargo, sus propiedades físicas son un poco distintas. Por ejemplo, en los compuestos formados por diferentes isótopos de un mismo elemento pueden variar los puntos de fusión.

Para identificar un isótopo se escribe el nombre del elemento correspondiente seguido de su número de masa, por ejemplo, uranio -238, oxígeno -18, oxígeno -16. El único elemento cuyos isótopos presentan nombres diferentes es el hidrógeno y se conocen como protio (1H), deuterio (2H) y tritio (3H).

Iones:

Cuando los átomos no son eléctricamente neutros es porque han ganado o perdido electrones y reciben el nombre de iones. Si un átomo gana electrones aumenta su carga negativa y se denominan aniones. Si pierde electrones aumenta la carga positiva y se llaman cationes. 

Para representar con símbolos los iones se escribe en la parte superior derecha del símbolo la carga correspondiente ya sea positiva o negativa. Por ejemplo, si un átomo de azufre gana dos electrones se convierte en un anión al aumentar su carga negativa. Ahora este átomo tendrá 16 protones, 18 electrones al ganar 2e- y 16 neutrones. Por el contrario, si un átomo de de calcio pierde dos electrones queda cargado positivamente. El número de protones no varía, sigue siendo 20, pero su número de de electrones disminuye a 18. El número de neutrones será siempre el mismo.

Para determinar la cantidad de electrones de un anión se utiliza la siguiente fórmula: e- = Z + carga

Para calcular el número de electrones de un catión se puede utilizar la fórmula: e- = Z - carga

Vídeo explicativo de isótopos e iones:

Número Atómico y Másico

Número Atómico: 

Número de protones que contiene el núcleo de un átomo. En la tabla periódica se ubica en la parte superior de cada elemento. Se representa con la letra "Z"

Número Másico:

Representa la suma del número de protones más el número de neutrones de un átomo. Para representar este número se utiliza la letra "A", y en la tabla periódica este número está ubicado en la parte inferior de cada elemento.

Por ejemplo: 

Ejemplo de como resolver problemas de número atómico y número másico:

El átomo

El átomo es la unidad estructural basica de toda la materia. Una serie de investigaciones que  inician alrededor de 1850 y que continuan hasta el siglo XX dan a conocer una estructura interna para los átomos formada por partículas subatomicas conocidas como protones, neutrones y electrones que permiten explicar la masa y propiedad química de los átomos
Regiones del nucleo
Nucleo: centro de alta densidad de masa, contiene protones (positivos)  y neutrones
Nube electronica u orbital: región de alto volumen, contiene electrones (negativos)


Particulas Subatomicas
Los protones fueron descubiertos en 1886 por el fisico aleman Eugen Goldsten quien demostro su carga positia. Los neutrones fueron revelados por el fisico ingles James Chadwick en 1932, no tienen carga eléctrica.
La carga positiva del proton es igual en terminos absolutos a la carga del electron pero su masa es diferente.

Beneficios de la energía nuclear
La energía que pueden suministrar las descomposiciones nucleares es grande y puede ser de mucho provecho para generar calor, electricidad y otras manifestaciones energéticas usando los reactores nucleares. Con tal de que se tomen las precauciones necesarias para su generación, almacenamiento y manejo adecuado de los residuos puede ser una forma de energia limpia.