Tema 14 - Biokosmos

Olga Pallol
1º ESO
Tema 14
LA COMPOSICIÓN DE LA MATERIA
La estructura de la materia
En la naturaleza existen muchos tipos de sustancias, unas de ellas puras y otras formadas por mezclas.
Las sustancias puras están formadas por un solo elemento químico.
Demócrito, filósofo griego (470-380 a.C.) afirmó que la materia debía estar formada por partículas
indivisibles, indestructibles y muy pequeñas, que debían ser de distintos tipos y que se combinarían entre
sí para formar los cuerpos. A estas partículas se las denominó átomos (que no se pueden dividir).
El átomo
En 1808, el químico inglés Dalton publicó su teoría atómica que se recoge en los siguientes puntos:
Toda la materia del universo está formada por partículas (átomos)
Los átomos no pueden dividirse, crearse o destruirse
Hay diferentes tipos de átomos en la naturaleza
Los átomos se unen entre sí formando agrupaciones (moléculas)
Estructura del átomo
A principios del siglo XX se demostró que el átomo se podía dividir en partículas subatómicas. Existen
muchos tipos de partículas subatómicas, pero las más importantes son los protones, los neutrones y los
electrones.
Los protones y los neutrones tienen masa y se encuentran unidos en el centro del átomo, el núcleo. Los
electrones tienen una masa tan pequeña que podemos no considerarla y se mueven alrededor del núcleo,
formando la corteza.
Los protones tienen carga positiva y los electrones carga negativa, por lo que además de atraerse, se
tienen que encontrar en el mismo número dentro de un átomo para que este sea neutro. Los neutrones no
tienen carga y su número puede variar.
ZONA
PARTÍCULA
MASA (Kg)
PROTÓN
SÍ = 1,673.10
-27
NEUTRÓN
SÍ = 1,675.10
-27
ELECTRÓN
NO (9,109.10 )
CARGA (C)
SÍ (+) 1,602.10
-19
NÚCLEO
CORTEZA
-31
NO
-19
SÍ (-)1,602.10
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Número atómico y número másico
Existen muchos átomos distintos en la naturaleza según el número de partículas subatómicas que lo
forman:
Número atómico (Z): es el número de protones del núcleo. En el átomo neutro el nº de
electrones es el mismo que el de protones. Los átomos que tienen más o menos electrones que el
número Z se encuentran cargados eléctricamente y se denominan iones
Número de neutrones (N): es el número de neutrones del núcleo. Puede ser mayor o menor al
número atómico. Cuando para un mismo nº atómico existen diferentes números de neutrones
decimos que los átomos son isótopos de un mismo elemento
Número másico (A): es la suma de protones y neutrones de un átomo.
Tomemos como ejemplo el carbono (símbolo químico C):
Z = 6 (tiene 6 protones y 6 electrones)
En el carbono 12, C12, el número másico es 12 (A=12), por tanto tiene 6 neutrones.
En el isótopo radioactivo carbono 14, C14, el número másico es 14 (A=14), por tanto tiene 8
neutrones.
Representación del átomo
Los modelos de representación del átomo sitúan el núcleo
en el centro y los electrones girando alrededor en órbitas
que indican los niveles de energía en los que se encuentran
los electrones. En cada nivel de energía se pueden
encontrar dos electrones (porque como giran sobre sí
mismos, uno lo hace en un sentido y el otro en el contrario),
pero a su vez se agrupan. De esta forma, los primeros
niveles de energía tendrían los siguientes electrones:
Nivel 1: 2 electrones
Nivel 2: 8 electrones
Nivel 3: 18 electrones
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Elementos químicos
Los átomos iguales se unen para formar elementos químicos. Estos elementos se representan con
símbolos químicos (una letra mayúscula o una mayúscula y otra minúscula). Algunos de estos símbolos
coinciden con la primera letra del nombre del elemento, otras veces del nombre del elemento en latín o
griego.
En la siguiente tabla aparecen los símbolos y nombres de los 20 primeros elementos, que son los más
SÍMBOLO
NOMBRE
Nº
ATÓMICO
SÍMBOLO
NOMBRE
Nº
ATÓMICO
SÍMBOLO
NOMBRE
Nº
ATÓMICO
SÍMBOLO
NOMBRE
Nº
ATÓMICO
comunes en la naturaleza.
H
Hidrógeno
6
C
Carbono
11
Na
Sodio
16
S
Azufre
2
He
Helio
7
N
Nitrógeno
12
Mg
Magnesio
17
Cl
Cloro
3
Li
Litio
8
O
Oxígeno
13
Al
Aluminio
18
Ar
Argón
4
Be
Berilio
9
F
Flúor
14
Si
Silicio
19
K
Potasio
5
B
Boro
10
Ne
Neón
15
P
Fósforo
20
Ca
Calcio
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La tabla periódica
Se conocen 109 elementos (90 naturales y 19 artificiales). En 1869 Mendeleiev ideó una forma de
ordenarlos en una tabla con filas y columnas que se denomina Sistema Periódico o Tabla Periódica.
La Tabla Periódica actual tiene 7 filas y 18 columnas. Los elementos se ordenan según su número
atómico (Z) y se agrupan formando familias cuyas propiedades químicas son similares. Existen 16 grupos
que se representan con una letra (A o B) seguida de un número romano. Los grupos más conocidos son:
GRUPO
NOMBRE
EJEMPLOS DE ELEMENTOS
IA
Elementos alcalinos
Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K)
II A
Elementos alcalinotérreos
Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca)
III A
Elementos térreos
Boro (B), Aluminio (Al)
VI A
Anfígenos o calcógenos
Oxígeno (O), Azufre (S), Selenio (Se)
VII A
Halógenos
Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Iodo (I)
VIII A
Gases nobles
Helio (He), Neón (Ne), Argón (Ar)
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De forma general los elementos se pueden dividir en metales (a la izquierda de la tabla) y no metales (a
la derecha de la tabla). Esto se representa en la tabla con una línea divisoria quebrada. Los elementos
cercanos a esa línea se denominan semimetales o metaloides.
Moléculas y redes
Los elementos químicos se unen entre sí formando moléculas o redes. Sólo los gases nobles (grupo
VIIIA) se encuentran como átomos aislados.
Moléculas
Una molécula es la unión de uno o más átomos iguales (sustancias simples) o distintos (sustancias
compuestas). Las moléculas sólo se forman entre elementos no metálicos.
Para representar los elementos químicos de esas sustancias se utilizan fórmulas químicas en las que se
escribe el símbolo de cada uno de los elementos químicos que la forma seguido de un subíndice que
indica el número de átomos que hay de cada tipo.
Por ejemplo el oxígeno gaseoso es una sustancia simple formada sólo por moléculas de oxígeno que
tienen dos átomos de oxígeno. Su fórmula es
O2
O
O
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Por ejemplo el agua es una sustancia compuesta formada por moléculas de agua que tienen dos átomos
de hidrógeno y uno de oxígeno. Su fórmula es
O
H2O
H
H
Redes y cristales
Una red está formada por átomos o moléculas ordenadas en el espacio de manera que guardan
distancias constantes entre ellos y forman estructuras geométricas. Pueden estar formadas por elementos
metálicos y no metálicos. Estas estructuras tridimensionales constituyen los sólidos cristalinos, como
muchos minerales.
Hay redes formadas por un solo elemento químico como las que
forma el carbono para formar el diamante. La fórmula coincide con
el símbolo del elemento.
Otras redes están formadas por átomos de diferentes elementos químicos
como la sal común o cloruro sódico que tiene átomos de cloro (Cl) y sodio
(Na) en igual proporción. Su fórmula es NaCl.
Cuando una red está formada por átomos de diferentes elementos
químicos en diferente proporción, en la fórmula se indica como
subíndice el número de átomos de cada elemento. Así el cuarzo forma
redes cristalinas con una fórmula química SiO2 (por cada átomo de
silicio hay dos de oxígeno).
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