¿Qué es un elemento en química?
¿Qué es la materia en química?
En pocas palabras: ¡la materia lo es todo! Al mirar cualquier forma de material, se destacan muchas cosas, como el color, el tamaño, la forma o incluso alguna evaluación intelectual o experiencial de su uso o función. ¿Qué pasa cuando uno toca cualquier tipo de material? ¿Cómo es la experiencia? ¿Está caliente o frío, suave o duro, apagado o afilado? Para comprender qué es un elemento en química, primero debemos observar. ¿Es puro, es reactivo, se derretirá o hervirá y cuánto tiempo durará en el medio ambiente? Estas son preguntas para comenzar a comprender la naturaleza de un elemento en química.
Cuando hablamos de materia, nos referimos a cosas hechas de átomos , la partícula completa más pequeña de un elemento químico que existe, o moléculas , una estructura formada por dos o más átomos elementales diferentes. Los átomos de carbono están en todas partes y el carbono es uno de los primeros elementos puros jamás estudiados. Un compuesto que quizás conozcas es el dióxido de carbono, que es una molécula formada por dos átomos elementales diferentes, uno de carbono y dos de oxígeno. La materia está verdaderamente a tu alrededor.
¿Qué hace un elemento?
Todos los elementos tienen algunos de los mismos componentes estructurales. Cada átomo de un elemento, sin importar cuál queramos mirar, tiene tres componentes principales: electrones, protones y neutrones. Los protones son partículas positivas y los neutrones son partículas neutras, aunque ambas están en el centro del átomo, formando el núcleo . Mientras tanto, los electrones tienen carga negativa y se encuentran fuera del núcleo. Todas estas partículas, los electrones, protones y neutrones, se denominan colectivamente partículas subatómicas y determinan el tamaño, la carga, las propiedades físicas y químicas que determinan la identidad única de todos los elementos que conocemos. Se ilustra una representación de un átomo de carbono y un átomo de neón.
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Sin embargo, no es suficiente saber que los elementos tienen electrones, protones y neutrones. Para que dos átomos sean el mismo elemento, deben tener el mismo número de protones, lo que también significará que tienen el mismo número atómico . Otra característica clave es el peso atómico . El peso atómico es un reflejo del peso del número total de neutrones y protones del átomo. Estos valores se enumeran sistemáticamente en una tabla de elementos que se describirá más adelante.
Consideremos el carbono como nuestro ejemplo de un átomo típico. El carbono es muy abundante en la naturaleza y su peso atómico era en realidad el estándar para medir el peso atómico de todos los demás elementos. El número atómico del carbono es 6, lo que significa que tiene 6 protones. También tiene 6 electrones y 6 neutrones. Su peso atómico es 12,01.
Elementos Organizadores
Es posible que esté familiarizado con el infame organigrama de todos los elementos conocidos: la tabla periódica . Se desarrolló en el siglo XIX como resultado del descubrimiento de que los elementos se diferencian entre sí de manera muy gradual. Mire este ejemplo de la tabla periódica.
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Esto se ha marcado para mostrarle específicamente hidrógeno (H), carbono (C), oxígeno (O) y uranio (U). Los elementos más pequeños se encuentran en la parte superior izquierda de la tabla y se hacen más grandes a medida que avanza por las columnas (grupos) y de izquierda a derecha a lo largo de las filas (puntos). El elemento más pequeño conocido es el hidrógeno. Es difícil decir cuál será el elemento más importante. Si hablamos de elementos naturales, la mayoría estaría de acuerdo en que el uranio es el más grande con un peso atómico de 238 unidades de masa atómica (atm). Los elementos artificiales y otros elementos radiactivos creados a partir de uranio pueden ser más grandes.
Compare la ubicación del carbono y el oxígeno. El número atómico del carbono es 6 y su peso atómico es 12,01. El oxígeno, por otro lado, tiene un número atómico de 8 y su peso atómico es de 15,99. Puede ver el efecto de las respectivas partículas subatómicas de los elementos y cómo esto afecta la ubicación de cada elemento en la mesa.
Expresión de elementos
Aunque los átomos de un mismo elemento comparten propiedades, aún se pueden observar algunas diferencias interesantes entre ellos. El carbono, del que ahora sabe mucho, por lo general existe como un sólido en la tierra y se puede extraer como roca negra (grafito) que es capaz de alimentar el fuego y retener el calor, pero también puede formar uno de los más preciosos y duros. elementos en la tierra: diamantes. ¡El mismo elemento forma dos cosas muy diferentes!
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Otro elemento, el oxígeno, es tan abundante en la naturaleza como el carbono y es tan crítico para la formación de vida. A diferencia del carbono, su forma natural es como gas en la tierra. El oxígeno tiende a formar enlaces con otras sustancias químicas fácilmente, aunque existe por sí solo como parte de un par de 2 átomos, O-2.
El oxígeno junto con el carbono pueden formar una molécula de dióxido de carbono. El enlace entre los átomos es el resultado de compartir electrones entre los átomos. Este tipo de intercambio de electrones es muy común en química y, a menudo, ayuda a que los átomos se vuelvan más estables a medida que se convierten en moléculas. Una vez unidos, las propiedades del carbono y las del oxígeno son completamente diferentes de las del carbono elemental puro y del oxígeno elemental puro.
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Esta es solo una pequeña ilustración de la impresionante diversidad de materia y materiales que los elementos son capaces de producir en combinación. Si pensamos en nada más que simplemente carbono, oxígeno e hidrógeno, tenemos los bloques de construcción elementales para hacer papel, vidrio, hilo, árboles e incluso gran parte del cerebro humano.
Resumen de la lección
Un elemento químico es la unidad más pequeña que puede contribuir a las propiedades de la materia. Lo que vemos, sentimos y sentimos de la materia son los efectos colectivos de los átomos y las moléculas que interactúan en una red estable de enlaces que imparten las propiedades únicas de la materia. El carbono, el oxígeno y el hidrógeno son los elementos típicos cuya abundancia en la naturaleza y facilidad de estudio ha ayudado a los químicos a comprender las propiedades químicas y físicas de todos los elementos. Con estos elementos se determinaron las propiedades de las partículas subatómicas (electrones, protones y neutrones), así como el número atómico y el peso atómico de los elementos. La Tabla Periódica organiza estos y todos los demás elementos de acuerdo con estas propiedades físicas.
Los elementos químicos puros que se encuentran en la tabla periódica son excelentes referencias para comprender las propiedades de la materia. Gran parte de la materia está compuesta por un complejo de elementos puros que han reaccionado y formado materiales con propiedades completamente diferentes de las formas puras que los hicieron. Los elementos reaccionan de formas específicas para fabricar productos que fabrican tejidos, medicamentos e incluso tejidos humanos. Comprender las propiedades de los elementos químicos es comenzar a comprender todo el mundo físico y químico, especialmente la vida misma.