Constituyentes de la materia: definiciones y cálculos

Publicado el 31 mayo, 2021

Materia y Elementos

Todo lo que ocupa espacio, por complejo o simple que sea, está hecho de materia. La materia es todo lo que contiene masa y ocupa espacio. Toda la materia del mundo está compuesta por sustancias fundamentales conocidas como elementos . Un elemento es una sustancia que no se puede descomponer en nada más simple. Ejemplos de elementos incluyen carbono, oxígeno, plomo, entre otros. Los científicos enumeran colectivamente los elementos conocidos en una tabla llamada tabla periódica de elementos .

El átomo

La cantidad más pequeña de un elemento que aún conserva las propiedades de ese elemento se conoce como átomo . Tan increíblemente pequeños como son, los átomos mismos están formados por partículas aún más pequeñas: el neutrón , el protón y el electrón . Las ubicaciones de cada una de las partículas variarán. Los protones y neutrones se encuentran dentro del núcleo del átomo. Los electrones, sin embargo, giran alrededor del núcleo en un área conocida como nube de electrones . Además de sus ubicaciones, las cargas eléctricas de las partículas variarán. Los protones tienen una carga eléctrica positiva y se indican mediante p +; los neutrones tienen carga neutra; los electrones tienen una carga eléctrica negativa y se indican mediante e- . Un átomo que está equilibrado eléctricamente (o que no tiene carga) tiene la misma cantidad de electrones cargados negativamente que protones cargados positivamente.

La siguiente imagen ilustra los modelos atómicos del helio y sus partículas.


Modelo atómico de helio.
CC por OpenStax
Modelo atómico de helio

Formando Moléculas

Para crear estructuras más grandes y complejas, los átomos deben combinarse con otros átomos. Una combinación estable de al menos dos átomos se llama molécula . Las moléculas se mantienen unidas por las atracciones eléctricas entre los átomos llamados enlaces . Los átomos enlazados pueden estar dentro del mismo elemento. Por ejemplo, el oxígeno existe como una molécula diatómica y se escribe como O2. Cuando una molécula está formada por dos o más elementos, se denomina compuesto . Entonces, el compuesto de agua (H2O) es la combinación de los elementos individuales de hidrógeno y oxígeno.

Hay tres tipos diferentes de enlaces que pueden crearse dentro de las moléculas. Son los enlaces iónicos , los enlaces covalentes y los enlaces de hidrógeno . La siguiente imagen ilustra un enlace covalente que se encuentra dentro de un átomo de hidrógeno.


Enlaces covalentes en un átomo de hidrógeno.
CC por OpenStax
Enlace covalente

Número atómico y masa atómica

Con la abundancia de partículas subatómicas, surge la pregunta: ¿Cómo se distinguen los diferentes elementos entre sí? La respuesta a esa pregunta recae en una partícula específica, el protón. Cada elemento tiene un número único de protones en sus átomos. Esto se conoce como número atómico del elemento y se puede encontrar en la tabla periódica expresado como un número entero. Por ejemplo, el número atómico del carbono es seis, lo que indica que tiene seis protones en su núcleo.

El otro número que aparece en la tabla periódica con un elemento es su número de masa . El número de masa es la suma del número de protones y neutrones de un elemento. Si bien un elemento tiene un número único de protones, cada elemento también puede existir en diferentes formas. Estas diferentes formas se denominan isótopos y se crean cuando un elemento tiene un número diferente de neutrones en su núcleo. El número de masa de un elemento representa la masa promedio de todos los isótopos conocidos de ese elemento. Por ejemplo, el hidrógeno tiene tres isótopos: protio, deuterio y tritio. Cada uno de los tres tiene el mismo número de protones (uno) pero diferente número de neutrones (cero, uno y dos, respectivamente).


Isótopos de hidrógeno.
CC por OpenStax
Isótopos de hidrógeno

Resumen de la lección

En esta lección, discutimos los conceptos básicos de la química y la naturaleza de la materia. La materia es cualquier cosa que ocupe espacio y contenga masa, sin importar cuán increíblemente grande o pequeña pueda ser. Toda la materia del mundo está formada por sustancias simples conocidas como elementos , que a su vez están formados por átomos . Todos los átomos tienen los mismos componentes principales: electrones, neutrones y protones. Los átomos se combinan entre sí para formar moléculas más grandes y los elementos se combinan entre sí para formar compuestos más grandes .


5/5 - (5 votes)