miércoles, 2 de mayo de 2012

Introducción: Las agrupaciones de átomos y las sustancias puras


Salvo los gases nobles, que se presentan como átomos aislados, todas las sustancias puras que existen son el resultado de la combinación de átomos, bien del mismo elemento químico o de diferentes elementos que forman moléculas o cristales, así se convierten en elementos estables.

Un elemento está estable cuando en su última capa existen 8 electrones. Los gases nobles son los elementos estables por naturaleza, ya que en su última capa siempre tienen 8 electrones. El resto de los elementos intentarán ganar o ceder electrones para ser más estables.
Como en la naturaleza todo tiene a ocupar su estado de mínima energía, los átomos forman cristales o moléculas, ya que estos tienen menos energía y por tanto son más estables.
Los átomos intentarán cumplir la ley del octeto, tener ocho electrones de valencia en su última capa.
Los elementos que han ganado estabilidad en lo que se refiere a la corteza han quedado cargados positiva o negativamente y esto hace que tiendan al enlace.

El enlace químico son fuerzas atractivas de naturaleza eléctrica que hacen que los átomos se junten.

Aprovecho aquí para poner la diferencia entre el número de oxidación y la valencia:

Número de oxidación:

Capacidad de un elemento químico de captar o ceder electrones. No tiene por qué coincidir con la valencia, coincide con el número de electrones que le faltan o le sobran al átomo del elemento para adquirir la estructura de gas noble.

Valencia:

La valencia de un elemento en un compuesto representa la capacidad que posee dicho elemento para combinarse con otro. Se toma como referencia el H al que se le asigna la valencia 1 de manera que la valencia es el número de átomos de hidrógeno que se combinan con un átomo de dicho elemento. Viene dada por el número de electrones captados o cedidos o compartidos por un átomo de ese elemento.

Volviendo al tema que nos ocupa:

Los átomos se agrupan dando tres tipos de sustancias puras: atómicas, moleculares e iónicas, llamadas así porque la unidad elemental de sustancia es el átomo, la molécula o los iones, respectivamente.

Pero, ¿qué es una sustancia pura?

Una sustancia pura es un tipo de materia que no puede descomponerse en otras más simples por métodos físicos, aunque algunas sí se pueden descomponer por métodos químicos.

Clasificación de sustancias puras:

Elementos:

Son un tipo de sustancia formada por el mismo elemento químico; por ejemplo, el helio de fórmula química He; el hierro, Fe, o el dioxígeno, O2. Podemos definirlos como un tipo de sustancia pura que no puede descomponerse en otras sustancias más simples.





Compuestos:

Como su nombre indica, son sustancias puras formadas (compuestas) por más de un elemento químico distinto. A diferencia de los elementos, los compuestos sí se pueden descomponer en sustancias más simples.
Por ejemplo: El cloruro de sodio cuya fórmula química el NaCl, se puede descomponer por acción de la corriente eléctrica en dos sustancias puras más sencillas: el sodio, Na, y el dicloro (cloro molecular), Cl2 .



Los diferentes tipos de sustancias:

Se clasifican dependiendo de su unidad elemental, que es la parte más pequeña que mantiene las propiedades químicas de esta sustancia.

A veces, estas unidades se presentan en la naturaleza constituyendo lo que se denomina red cristalina, que es una estructura en el espacio de unidades elementales de sustancia que se repiten de forma periódica.

Sustancias atómicas:

Dentro de las sustancias atómicas debemos distinguir los gases nobles, formados por átomos aislados, de otras sustancias donde los átomos están unidos entre sí. Es el caso de los metales y algunos no metales.

En los metales puros, es decir, sin considerar las aleaciones, los átomos están unidos formando una tupida red cristalina o cristal, donde los átomos del metal se extienden en las tres direcciones del espacio.

Ejemplos:

El neón es un gas noble que se utiliza en anuncios luminosos:


El cobre está formado por átomos de cobre:


El diamante está formado por átomos de carbono:


Sustancias moleculares:

Las sustancias moleculares son las más abundantes en la naturaleza. Se llaman así porque la unidad elemental es la molécula.

Una molécula es una agrupación fija y estable de átomos que pueden pertenecer al mismo elemento químico o a diferentes elementos.

Ejemplos:

El agua, la sustancia más importante, está formada por moléculas de agua:


El azúcar está formado por cristales de una sustancia molecular, la sacarosa:


La hemoglobina es una proteína que se encuentra en los glóbulos rojos:


Sustancias iónicas:

En estas sustancias, la unidad elemental son los grupos de iones, unos con carga positiva y otros con carga negativa. Los iones se colocan ordenadamente en el espacio, dando un cristal iónico, no moléculas.

Además, los iones están en una relación tal que el cristal sea eléctricamente neutro.

Ejemplos:

La halita es un mineral constituido por cloruro de sodio:


El hidróxido de sodio es una sustancia iónica muy corrosiva:


El óxido de calcio, o cal viva, es muy utilizado en la construcción:



Fuentes: Libro de Física y Química 3ºeso, unidad 5: Libro de Física y Química 4ºeso, unidad 10 y apuntes del año pasado.















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