La Constitución del Átomo
El Átomo: es una estructura con un núcleo muy pequeño en relación al tamaño total del átomo.
- En el núcleo se encuentran los protones y los neutrones.
- Alrededor de ese núcleo se mueven los electrones a una distancia del núcleo muy grande en comparación con el tamaño de este, la mayor parte del átomo está vacía.
En el átomo hay otras partículas llamadas quarks, que forman los protones y los neutrones.
- El número atómico Z indica el número de protones.
- El número másico A indica el número de protones más el número de neutrones.
En un átomo neutro, el número de protones coincide con el número de electrones, por lo tanto, Z también representa el número de electrones del átomo neutro.
Todos los átomos de un elemento químico tienen el mismo Z.
Isótopos: átomos que tienen el mismo número de protones y se diferencian en el número de neutrones. Los isótopos son átomos de un mismo elemento químico.
El Átomo Cuantizado
Se dice que los átomos están cuantizados porque los electrones solo giran a ciertas distancias del núcleo, no a cualquier distancia.
Bohr dedujo que los electrones giran alrededor del núcleo describiendo solo determinadas órbitas circulares, donde no pierden energía aunque giren y, por consiguiente, no caen hacia el núcleo tal y como parecía en el modelo de Rutherford.
Los electrones y sus órbitas se organizan en capas que se denominan niveles de energía.
- 1º: 2 electrones
- 2º: 8 electrones
- 3º: 18 electrones
- 4º: 32 electrones
En el modelo de Bohr, los electrones solo se pueden encontrar girando en determinados niveles de energía.
Modelo Actual o Mecano-Cuántico
Schrödinger estableció el modelo mecano-cuántico de un átomo, que es el válido actualmente.
Diferencias:
- Bohr: supone que los electrones se encuentran en órbitas concretas a distancias definidas del núcleo.
- Mecano-Cuántico: establece que los electrones se encuentran alrededor del núcleo ocupando posiciones más o menos probables.
Orbital: región del espacio donde existe una probabilidad elevada (+90%) de encontrar al electrón.
Tipos de Orbitales: s (esféricos), p (de ocho), d, f (más complejas).
- 1º nivel: s
- 2º nivel: s y p
- 3º nivel: s, p y d
- 4º nivel: s, p, d y f
Distribución de los Electrones en un Átomo
Configuración Electrónica: modo en el que están distribuidos los electrones alrededor del núcleo de ese átomo.
Electrones de Valencia: electrones responsables del comportamiento químico de los átomos, son los electrones situados en el último nivel.
Valencia: de un elemento es el número de electrones que necesita o que le sobra para tener completo su último nivel.
Sistema Periódico de los Elementos
7 periodos (horizontales) 18 grupos (verticales).
- Grupo 1: Alcalinos, 1 electrón en el último nivel, ion con carga +1.
- Grupo 2: Alcalinotérreos, 2 electrones, +2.
- Grupo 13: 3 electrones, +3.
- Grupo 14: 4 electrones, -4 o +4.
- Grupo 15: 5 electrones, -3.
- Grupo 16: Anfígenos, 6 electrones, -2.
- Grupo 17: Halógenos, 7 electrones, -1.
- Grupo 18: Gases nobles, 8 electrones, ni ganan ni pierden electrones.
Propiedades Periódicas de los Elementos
Propiedades Periódicas: propiedades que podemos estudiar en relación con la posición del elemento en la tabla periódica.
Tamaño: de la esquina inferior izquierda (los más grandes) a la esquina superior derecha (los más pequeños).
Metales y No Metales:
Metales: tienden a perder electrones para alcanzar la configuración de un gas noble.
No Metales: tienden a ganar electrones para lograr la misma configuración electrónica que un gas noble.
Tipos de Enlaces entre Átomos
Enlace Químico: la unión que mantiene unidos a los átomos debido a las fuerzas de atracción existentes entre ellos. Son fuerzas de naturaleza eléctrica, pero con algunas variaciones, dependiendo de cómo sea el átomo que tenga que enlazarse.
Enlace Iónico: (metal + no metal) se da entre iones de distinto signo, ya que las cargas de distinto signo se atraen.
En un compuesto iónico, la fórmula solo nos indica la proporción en la que se encuentran los átomos. El enlace iónico no forma moléculas aisladas. Los compuestos iónicos son sólidos cristalinos.
Enlace Covalente: (no metal + no metal) se da entre átomos que comparten electrones. Estos electrones son atraídos por los núcleos de los dos átomos.
Enlace Metálico: (metal + metal) se debe a la atracción entre los electrones de valencia de todos los átomos y los iones positivos que se forman.
Sustancias que Resultan de los Enlaces y sus Propiedades
Átomos Aislados: gases nobles.
Sustancias Moleculares:
Molécula: es un conjunto de átomos unidos mediante enlaces covalentes.
Las sustancias moleculares suelen ser gaseosas: presentan bajos puntos de fusión y ebullición. No conducen la corriente eléctrica y, si son sólidas, son blandas y quebradizas. No se disuelven en agua.
Cristales: cuando las partículas que forman la materia tienen una estructura perfectamente ordenada que se extiende en las 3 direcciones del espacio. Los existentes son sólidos.
- Iónico: si las partículas que forman el cristal son iones (NaCl).
- Covalente: si las partículas que forman el cristal son átomos (SiO2).
- Metálico: si las partículas que forman el cristal son iones positivos (Pt).