NÚMERO Y MASA ATÓMICA

Generalidades

Actualmente se ha considerado que el átomo se encuentra formado por un núcleo, de naturaleza positiva y una corteza de naturaleza negativa.

El núcleo está compuesto por protones y neutrones y la corteza por electrones.

Los protones tienen una masa de 1 unidades de masa atómica (u.m.a.) y una carga de +1, los neutrones no tienen carga y los electrones cargados negativamente.

NÚMERO ATÓMICO: Z

El número de protones de un átomo se conoce como número atómico y se representa como: Z. Por ejemplo, el átomo de berilio: Be tiene cuatro protones y su número atómico es cuatro,  el boro: B tiene cinco protones y su número atómico es cinco.

CONCLUSIÓN

Todo átomo neutro tiene  el mismo número de protones y electrones.

 

 

MASA ATÓMICA O NÚMERO DE MASA: A           

La masa atómica resulta de la suma de los protones y neutrones, debido a que la masa de los electrones es tan pequeña, no se tienen en cuenta. Se simboliza con la letra A.

La masa de un solo átomo es difícil de determinar por ser una cantidad demasiado pequeña para manipular, se ha establecido un punto de referencia o comparación  de las masas de unos átomos con otros y en este caso el elemento es el  carbono 12, a este resultado se le denomina masa atómica relativa. Por ejemplo, una muestra de oxígeno con una masa de 16 gramos, tiene el mismo número de átomo que una muestra de carbono que tiene una masa de 12 gramos.

La explicación está en lo siguiente:

    1. 16 gramos de oxígeno /12 gramos de carbono = 1.3

    2.  El oxígeno tiene 1.3 más masa que los del carbono que es su elemento de referencia.

En la actualidad el carbono es el elemento que se ha designado para comparar las masas de los átomos de los otros elementos. Para esto, se le asignó un valor de 12 que corresponde a la suma de sus  6 protones y  6 neutrones y que se identifica con la masa atómica o número masa ( A ) y sus unidades corresponden: u.m.a. (unidades de masa atómica).

Un elemento generalmente se representa en la tabla periódica identificando su número atómico y su número masa, entre otras características de la siguiente forma:

 

ISÓTOPOS                                                                 

Se definen isótopos a aquellos elementos que tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones, o lo que es lo mismo, igual número atómico pero diferente número masa  o masa atómica.

Tenemos ejemplos de isótopos conocidos como: el carbono que cuenta con tres isótopos a saber: carbono 12, carbono 13 y carbono 14.

 También  existen los del hidrógeno que se denominan: deuterio y tritio y varían como se sabe en el número de neutrones de la  siguiente forma:

DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA

Luego de realizados los estudios sobre los espectros de los elementos se pudo establecer que cada nivel se encuentra formado  por un conjunto de niveles que se encuentran muy cercanos unos de otros, a ellos se denominan  subniveles.

 

DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA O NOTACIÓN ESPECTRAL                                                                                           

 

 

TABLA PERIÓDICA

CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS

Estos se organizaron en orden creciente de sus números atómicos originando la tabla periódica que en la actualidad  cuenta con 112 elementos, 93 de los cuales se hallan libres en la naturaleza. Los  demás son obtenidos en laboratorios de investigación atómica.

Esta clasificación proporciona una completa información sobre el comportamiento químico y las propiedades físicas de los elementos.

La tabla periódica se encuentra dividida en:

 

Grupos

 

Se presentan a maneras de columnas y muestran el mismo número de electrones en su último nivel de energía y por esto sus cualidades son semejantes. Por ejemplo, los elementos: hidrógeno ( H ), litio ( Li ), sodio ( Na ), potasio ( K ), rubidio ( Rb ), cesio ( Cs ) y francio ( Fr ) pertenecen al primer grupo por que todos poseen un electrón en su último nivel de energía.

Los grupos se designan con números romanos que van del I al VII, además  se encuentran divididos en subgrupos representados por las letras A y B respectivamente.

 

Periodos

 

Se encuentran organizados en filas horizontales, designados por números arábigos que van del 1 al 7 y muestran los niveles de energía que posee un elemento. Por ejemplo: los elementos: sodio ( Na ), el magnesio (Mg) y el silicio (Si),  se encuentran situados en el tercer periodo de la tabla periódica, pues cada uno tiene tres niveles de energía que corresponden a: K, L y M.

 

METALES Y NO METALES

 

Los encontramos organizados así:

Metales, hacia la izquierda y  los no metales, hacia la derecha. Ellos se encuentran separados por una línea escalonada para mostrar la variación  metálica.

 

PROPIEDADES DE LOS METALES Y NO METALES  

METALES

 

A este grupo pertenecen los elementos que son buenos conductores del calor y la electricidad, son de colores brillantes, maleables y dúctiles.

 

PROPIEDADES FÍSICAS

Ductibilidad eléctrica y térmica

 

Los metales tienen sus estructuras sólidas, formadas por partículas o átomos compactos dispuestos en forma ordenada y unidos  con fuerzas que pueden ser nubes de electrones, las cuales permiten la conductibilidad eléctrica.

Color

Una de las características inherentes de los metales es su brillo propio. Al limpiar la superficie de  metales como el hierro (Fe), cobre (Cu) y aluminio (Al) ellos adquieren un brillo particular.

Dureza y maleabilidad

 Es una propiedad de los metales, ser duros y maleables lo que indica que sus partículas están fuertemente unidas entre sí. Se requiere mucha energía para  lograr  afectar su estructura.

Densidad

La densidad depende de la fuerza de cohesión que existe entre  las partículas de una sustancia como sucede en los metales duros,  pues, ellas tienden a estar muy unidas y esto hace que de igual forma su densidad sea alta.

En la gráfica se puede ver la variación de la densidad con respecto a su número atómico.

METALES

NO METALES

1. Buena conductividad eléctrica, la cual disminuye al aumentar la temperatura.

1. Mala conductividad eléctrica, excepto al carbono (grafito).

2. Alta conductividad del calor

2. Aislantes térmicos, excepto el carbono (diamante).

3. Brillo plateado o gris metálico excepto el Cobre y el Oro.

3. No presentan brillo metálico.

4. La mayoría se presentan en estado sólido.

4. Se encuentran en estado sólido, líquido y gaseoso.

5. Maleables y muy dúctiles.

5. uebradizos en estado sólido y ninguna ductilidad.

6. Las capas externas tienen pocos electrones, por lo general no pasan de tres.

6. Las capas externas contienen cuatro o más electrones, excepto el hidrógeno.

7. La electronegatividad presenta valores bajos.

7. La electronegatividad presenta valores altos.

NO METALES

 

En contraste con los metales, elementos como el yodo, azufre y fósforo tienen  un color opaco, sus átomos no están ordenados como en el caso de los metales, por lo tanto, son elementos blandos y frágiles (se parten fácilmente). Como excepción encontramos el carbono que presenta formas alotrópicas duras como:

  • El grafito y el diamante formas sólidas del carbono.

En el diamante los átomos se presentan fuertemente unidos, particularidad que le da al mineral una dureza única pues no puede ser rayado por ningún metal.

Los no metales son menos densos que los metales, la unión entre sus moléculas es generalmente débil, además tienen baja densidad y bajos puntos de fusión y ebullición.

 

PROPIEDADES QUÍMICAS                                             

Las propiedades químicas hacen referencia a la capacidad de combinación de los elementos con el objeto de formar compuestos químicos.

Un compuesto químico es una sustancia que está formada por la combinación de átomos, de dos o más elementos.

Cuando dos o más átomos se unen  entre sí, forman una molécula. Ésta puede estar formada por:

  • Átomos del mismo elemento, como por ejemplo la molécula de cloro (Cl2).
  • Átomos de elementos diferentes, como la molécula de agua (H2O).

Los elementos químicos al combinarse se convierten en compuestos que comúnmente se conocen como sustancias químicas.

Los elementos químicos presentes en la tabla periódica se han agrupado de acuerdo con sus propiedades, creando regiones denominadas s, p, d, f .


Región s

  • Los elementos del grupo IA se les denomina metales alcalinos. Esto por ser un sinónimo de base debido a la forma como reaccionan los óxidos de estos elementos con el agua.
  • Los elementos del grupo IIA se llaman metales alcalinotérreos. La denominación de "térreos" hace referencia a la abundancia en la naturaleza, por ejemplo, el magnesio presente en la rocas y en los sedimentos de la corteza terrestre.

Región p

La región p está formada por los elementos de los grupos IIIA al VIIIA.

  • El grupo IIIA está formado por metales en su mayor parte, a excepción del boro.
  • Los siguientes grupos están formados por los no metales que van aumentando y los metales que van disminuyendo.
  • El grupo VIIA es totalmente no metálico y reciben el nombre de halógenos, por la capacidad que tienen de formar sales como por ejemplo el cloro (Cl) que al unirse al sodio (Na), forma la sal (NaCl) o cloruro de sodio.
  • Los elementos del grupo VIIIA corresponde a los gases nobles, los hallamos en la atmósfera y en la corteza terrestre. Su característica principal es su estabilidad electrónica por tener completo su último nivel de energía.

Región d

Es uno de los periodos largos  se encuentran elementos  más comunes como el hierro, el cobalto, la plata, el mercurio, entre otros. Estos elementos marcan la transición entre los metales alcalinos y los no metales, por esto se conocen como elementos de transición o metales  de transición.

Región f

A esta región pertenecen los elementos dispuestos en los periodos  largos  que empiezan  con el actínido y el lantánido, sus propiedades son muy similares entre sí  y aunque están colocados en forma horizontal, se les conoce como tierras raras; porque existen en pequeñas cantidades en la corteza terrestre. El uranio que es un elemento radiactivo lo encontramos ubicado en este grupo.

                                         ELECTRONES DE VALENCIA

VALENCIA

 

Es un momento eléctrico que adquieren los átomos bajo condiciones especiales, esto conduce a la combinación de un número determinado de átomos que originaran compuestos químicos.