ÁTOMOS Y ELEMENTOS I

ÁTOMOS Y ELEMENTOS I

1. El átomo

   • Parte más pequeña de una sustancia que no se puede descomponer químicamente. Cada átomo tiene un núcleo (centro) compuesto de protones (partículas positivas) y neutrones (partículas sin carga).
     • La teoría atómica de Dalton constituyó la base de la actual teoría atómica, aunque se han modificado algunos de los enunciados de Dalton. Ahora se sabe que los átomos del mismo ele- mento no son completamente idénticos entre sí y que consisten incluso de partículas más pequeñas.
       • Cargas eléctricas en un átomo
         • Una carga eléctrica puede ser positiva o negativa. Los experimentos demuestran que cargas iguales se repelen, o se alejan una de otra. Cuando usted se cepilla el cabello en un día seco, cargas eléctricas que son parecidas a las que conforman los átomos se acu- mulan en el cepillo y en el cabello.
       • Estructura del átomo
         • En 1897, J.J. Thomson, un físico inglés, aplicó electricidad a un tubo de vidrio y pro- dujo chorros de pequeñas partículas llamadas rayos catódicos. Puesto que estos rayos eran atraídos hacia un electrodo con carga positiva, Thomson se dio cuenta de que dichas par- tículas debían tener carga negativa.
       • Masa del átomo
         • Todas las partículas subatómicas son extremadamente pequeñas en comparación con las cosas que usted ve a su alrededor. Un protón tiene una masa de 1.7  1024 g, y el neutrón es más o menos igual. La masa del electrón es 9.1  1028 g, que es aproximadamente 1/2000-avo de la masa de un protón o de un neutrón.

2. Isótopos y masa atómica

   • Isótopos
     • Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico pero dife- rente número de neutrones.
   • Cálculo de masa atómica con el uso de isótopos
     • Para calcular la masa atómica de un elemento es necesario conocer la abundancia porcentual de cada isótopo y su masa, que se determinan experimentalmente. Por ejemplo, una gran muestra de cloro que existe naturalmente consiste en 75.76% de átomos de 17 35Cl y 24.24% de átomos de 17 37Cl. La masa atómica es un promedio ponderado porque se calcula a partir de la abundancia porcentual de cada isótopo y su masa: el isótopo 17 35Cl tiene una masa de 34.97 uma, y el isótopo 17 37Cl tiene una masa de 36.97 uma.

3. Elementos y símbolos

   • Los elementos son sustancias puras con las cuales se construyen todas las demás cosas.Los símbolos químicos son abreviaturas de una y dos letras para los nombres de los elementos. Sólo la primera letra del símbolo de un elemento es mayúscula. Si el símbolo tiene una segunda letra, es minúscula, de modo que se sepa cuándo se indica un elemento diferente. Si dos letras son mayúsculas, representan los símbolos de dos elementos diferentes.

4. Número atómico y número de masa

   • Número atómico
     • El número atómico de un elemento es igual al número de protones en cada átomo de di- cho elemento. El número atómico es el número entero que aparece arriba del símbolo de cada elemento en la tabla periódica. Número atómico  número de protones en un átomo.
   • Número de masa
     • Ahora se sabe que protones y neutrones determinan la masa de cualquier núcleo. Por tanto, para cualquier átomo determinado se escribe un número de masa, que es el número total de protones y neutrones que hay en su núcleo. Sin embargo, el número de masa de un solo átomo no aparece en la tabla periódica. Número de masa  número de protones  número de neutrones en un núcleo.

5. La tabla periódica

   • A medida que se descubrieron más elementos, se hizo necesario organizarlos en algún tipo de sistema de clasificación. Hacia finales del siglo XIX, los científicos reconocieron que ciertos elementos tenían semejanzas y se comportaban en forma muy parecida. En 1872 un químico ruso, Dmitri Mendeleev, ordenó los 60 elementos conocidos en esa época en grupos con propiedades similares y los colocó en orden de masa creciente.
     • Periodos y grupos
       • El primer periodo contiene dos elementos: hidrógeno (H) y helio (He). El segundo periodo contiene ocho elementos: litio (Li), berilio (Be), boro (B), carbono (C), nitrógeno (N), oxígeno (O), flúor (F) y neón (Ne). El tercer periodo también contiene ocho elementos, comenzando con sodio (Na) y terminando con argón (Ar). El cuarto periodo, que comienza con potasio (K), y el quinto periodo, que comienza con rubidio (Rb), tienen 18 elementos cada uno. El sexto periodo, que comienza con cesio (Cs), tiene 32 elementos. El séptimo periodo contiene 32 elementos, para un total de 118 elementos.
     • Nombres de grupos
       • Metales alcalinos
         • Varios grupos de la tabla periódica tienen nombres especiales (véase la figura 3.3). Los elementos del Grupo 1A (1) [litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) y francio (Fr)] .
       • Metales alcalinotérreos
         • Se encuentran en el Grupo 2A (2). Incluyen los elemen- tos berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba) y radio (Ra). Los metales alcalinotérreos son metales brillantes como los del Grupo 1A (1), pero su reactividad es relativamente menor.
       • Halógenos
         • Se encuentran en el lado derecho de la tabla periódica, en el Grupo 7A (17). Incluyen los elementos flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y astato (At).
       • Gases nobles
         • Se encuentran en el Grupo 8A. Incluyen helio (He), neón (Ne), argón (Ar), criptón (Kr), xenón (Xe) y radón (Rn). Los gases nobles tienen una baja reac- tividad y rara vez se encuentran en combinación con otros elementos.
       • Metales, no metales y metaloides
         • Los no metales no son especialmente brillantes, dúctiles o maleables, y con frecuen-cia son malos conductores de calor y electricidad. Por lo general tienen puntos de fusión bajos y baja densidad. Algunos ejemplos de no metales son hidrógeno (H), carbono (C), nitrógeno (N), oxígeno (O), cloro (Cl) y azufre (S). Excepto por el aluminio, los elementos ubicados a lo largo de la línea gruesa en zig- zag son metaloides: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po y At.