Un elemento químico es un tipo de materia constituida por átomos de la misma clase. En su forma más simple posee un número determinado de protones en su núcleo, haciéndolo pertenecer a una categoría única clasificada con el número atómico, aún cuando éste pueda desplegar distintas masas atómicas. Es un átomo con características físicas únicas, aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras más simples. Si existen dos átomos de un mismo elemento con características distintas y, en el caso de que estos posean número másico distinto, pertenecen al mismo elemento pero en lo que se conoce como uno de sus isótopos. También es importante diferenciar entre los «elementos químicos» de una sustancia simple. Los elementos se encuentran en la tabla periódica de los elementos.
El ozono (O3) y el dioxígeno (O2) son dos sustancias simples, cada una de ellas con propiedades diferentes. Y el elemento químico que forma estas dos sustancias simples es el oxígeno (O).
Algunos elementos se han encontrado en la naturaleza y otros obtenidos de manera artificial, formando parte de sustancias simples o de compuestos químicos. Otros han sido creados artificialmente en los aceleradores de partículas o en reactores atómicos. Estos últimos suelen ser inestables y sólo existen durante milésimas de segundo. A lo largo de la historia del universo se han ido generando la variedad de elementos químicos a partir de nucleosíntesis en varios procesos, fundamentalmente debidos a estrellas.
Los nombres de los elementos químicos son nombres comunes y como tales deben escribirse sin mayúscula inicial, salvo que otra regla ortográfica lo imponga.
Numero Atomico
En física y química, el número atómico de un elemento químico es el número total de protones que tiene cada átomo de ese elemento. Se suele representar con la letra Z.
Los átomos de diferentes elementos tienen distintos números de electrones y protones. Un átomo en su estado natural es neutro y tiene un número igual de electrones y protones. Un átomo de sodio (Na) tiene un número atómico 11; posee 11 electrones y 11 protones. Un átomo de magnesio (Mg), tiene número atómico 12, posee 12 electrones y 12 protones; y un átomo de uranio (U), que tiene número atómico 92, posee 92 electrones y 92 protones.
Se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente. Por ejemplo, todos los átomos del elemento hidrógeno tienen 1 protón y su Z = 1; esto sería ₁H. Los de helio tienen 2 protones y Z =2; asimismo, ₂He. Los de litio, 3 protones y Z = 3,…
Si el átomo es neutro, el número de electrones coincide con el de protones y da Z.
Masa Atomica
La masa atómica es la masa de un átomo, más frecuentemente expresada en unidades de masa atómica unificada. La masa atómica puede ser considerada como la masa total de protones y neutrones (pues la masa de los electrones en el átomo es prácticamente despreciable) en un solo átomo (cuando el átomo no tiene movimiento). La masa atómica es algunas veces usada incorrectamente como un sinónimo de masa atómica relativa, masa atómica media y peso atómico; estos últimos difieren sutilmente de la masa atómica. La masa atómica está definida como la masa de un átomo, que sólo puede ser de un isótopo a la vez, y no es un promedio ponderado en las abundancias de los isótopos. En el caso de muchos elementos que tienen un isótopo dominante, la similitud/diferencia numérica real entre la masa atómica del isótopo más común y la masa atómica relativa o peso atómico estándar puede ser muy pequeña, tal que no afecta muchos cálculos bastos, pero tal error puede ser crítico cuando se consideran átomos individuales. Para elementos con más de un isótopo común, la diferencia puede llegar a ser de media unidad o más (por ejemplo, cloro). La masa atómica de un isótopo raro puede diferir de la masa atómica relativa o peso atómico estándar en varias unidades de masa.
El peso atómico estándar se refiere a la media de las masas atómicas relativas de un elemento en el medio local de la corteza terrestre y la atmósfera terrestre, como está determinado por la Commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances (Comisión de Pesos Atómicos y Abundancias Isotópicas) de la IUPAC. Estos valores son los que están incluidos en una tabla periódica estándar, y es lo que es más usado para los cálculos ordinarios. Se incluye una incertidumbre en paréntesis que frecuentemente refleja la variabilidad natural en la distribución isotópica, en vez de la incertidumbre en la medida. Para los elementos sintéticos, el isótopo formado depende de los medios de síntesis, por lo que el concepto de abundancia isotópica natural no tiene sentido. En consecuencia, para elementos sintéticos, el conteo total de nucleones del isótopo más estable (esto es, el isótopo con la vida media más larga) está listado en paréntesis en el lugar del peso atómico estándar. El litio representa un caso único, donde la abundancia natural de los isótopos ha sido perturbada por las actividades humanas al punto de afectar la incertidumbre en su peso atómico estándar, incluso en muestras obtenidas de fuentes naturales, como los ríos.
La masa atómica relativa es un sinónimo para peso atómico y está cercanamente relacionado a masa atómica promedio (pero no es un sinónimo de masa atómica), la media ponderada de las masas atómicas de todos los átomos de un elemento químico encontrados en una muestra particular, ponderados por abundancia isotópica. Esto es usado frecuentemente como sinónimo para peso atómico relativo, y no es incorrecto hacer así, dado que los pesos atómicos estándar son masas atómicas relativas, aunque es menos específico. La masa atómica relativa también se refiere a ambientes no terrestres y ambientes terrestres altamente específicos que se desvían de la media o tienen diferentes certidumbres (número de cifras significativas) que los pesos atómicos estándar.
Valencia
Las valencias, también nominadas como número de valencia, son en el campo de la química una forma de medida para las cantidades de enlaces químicos que forman diferentes átomos de cada elemento químico. Con el tiempo, y a lo largo del siglo XX, el concepto de valencia ha sufrido una evolución con lo cual se ha conseguido ir describiendo con mayor exactitud el concepto de enlace químico, como por ejemplo la estructura de Lewis en el año 1916, la teoría de los orbitales moleculares, en el año 1928, así como los métodos de la química cuántica, etc.
El origen del nombre de “valencia”, procede del latín “valentia”, que tienen significados como fuerza y capacidad, preparación o extracto. En el campo de la química hace referencia al poder de combinación que posee un elemento, concepto que se encuentra registrado desde el año 1884.
Ya por el año 1789, se publicaron los primeros dibujos sobre combinaciones de las que se conocían como últimas partículas. Dichos dibujos fueron realizados en primer lugar por William Higgins, y en ellos se hacía referencia al concepto de los enlaces de valencia. Higgins ponía como ejemplo la fuerza que se provocaba entre la última partícula del oxígeno y la última del nitrógeno, siendo esta de valor 6, por lo que la fuerza de enlace entre ellos debería ser dividida, siendo símil a otras combinaciones que se pudiesen producir entre otras últimas partículas.
Existen diferentes tipos de valencias, por un lado encontramos la valencia positiva máxima, siendo un número positivo que hace referencia a la capacidad máxima que posee el átomo para combinarse. Dicho número coincide con el grupo al cual pertenece dentro de la tabla periódica de los elementos químicos. Como ejemplo podemos poner el cloro, el cual pertenece al grupo VII de la tabla periódica y por lo tanto su valencia positiva (máxima) es igual a 7.
En cuanto a las valencias negativas, estas hacen reflejo a la capacidad que posee el átomo de poder combinarse con otro como en el caso anterior. Dicho número negativo puede hallarse contando lo que le falta a la valencia positiva máxima para llegar al número 8, pero siempre con signo negativo. Por ejemplo, siguiendo con el caso del cloro, su valencia máxima positiva es de 7, y si le restamos 8, nos dará -1, siendo precisamente este número negativo la valencia máxima negativa para este elemento.
Metales y No Metales
Metales
Los metales son elementos químicos, extraídos de la tierra o producidos por aleaciones de metales, que sirven – en su mayoría -como conductores del calor y la electricidad. Los metales son fáciles de reciclar y todos pueden ser fundidos y cambiar su forma.
Los metales son un grupo de elementos químicos que presentan todas o gran parte de las siguientes propiedades físicas: estado sólido a temperatura normal, excepto el mercurio que es líquido; opacidad, excepto en capas muy finas; buenos conductores eléctricos y térmicos; brillantes, una vez pulidos, y estructura cristalina en estado sólido.
Metales y no metales se encuentran separados en el sistema periódico por una línea diagonal de elementos. Los elementos a la izquierda de esta diagonal son los metales, y los elementos a la derecha son los no metales. Los elementos que integran esta diagonal -boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, teluro, polonio y astato- tienen propiedades tanto metálicas como no metálicas.
Los elementos metálicos más comunes son los siguientes: aluminio, bario, berilio, bismuto, cadmio, calcio, cerio, cromo, cobalto, cobre, oro, iridio, hierro, plomo, litio, magnesio, manganeso, mercurio, molibdeno, níquel, osmio, paladio, platino, potasio, radio, rodio, plata, sodio, tantalio, talio, torio, estaño, titanio, volframio, uranio, vanadio y cinc. Los elementos metálicos se pueden combinar unos con otros y también con otros elementos formando compuestos, disoluciones y mezclas. Una mezcla de dos o más metales o de un metal y ciertos no metales como el carbono se denomina aleación. Las aleaciones de mercurio con otros elementos metálicos son conocidas como amalgamas.
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| Oro |
Los metales muestran un amplio margen en sus propiedades físicas. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto es rosáceo, el cobre rojizo y el oro amarillo.
En otros metales aparece más de un color, y este fenómeno se denomina pleocroismo. El punto de fusión de los metales varía entre los -39 °C del mercurio, a los 3.410 °C del tungsteno. El iridio, con una densidad relativa de 22,4, es el más denso de los metales. Por el contrario, el litio es el menos denso, con una densidad relativa de 0,53. La mayoría de los metales cristalizan en el sistema cúbico, aunque algunos lo hacen en el hexagonal y en el tetragonal (véase Cristal). La más baja conductividad eléctrica la tiene el bismuto, y la más alta a temperatura ordinaria la plata. (Para conductividad a baja temperatura véase Criogenia; Superconductividad). La conductividad en los metales puede reducirse mediante aleaciones. Todos los metales se expanden con el calor y se contraen al enfriarse. Ciertas aleaciones, como las de platino e iridio, tienen un coeficiente de dilatación extremadamente bajo.
No metales
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| Fosforo |
Los no metales comprenden una de las tres categorías de elementos químicos siguiendo una clasificación de acuerdo con las propiedades de enlace e ionización. Se caracterizan por presentar una alta electronegatividad, por lo que es más fácil que ganen electrones a que los pierdan. Los no metales, excepto el hidrógeno, están situados en la tabla periódica de los elementos en el bloque p. De este bloque, excepto los metaloides y, generalmente, gases nobles, se considera que todos son no metales.
El hidrógeno normalmente se sitúa encima de los metales alcalinos, pero normalmente se comporta como un no metal. Un no metal suele ser aislante o semiconductor de la electricidad. Los no metales suelen formar enlaces iónicos con los metales, ganando electrones, o enlaces covalentes con otros no metales, compartiendo electrones. Sus óxidos son ácidos.
Los no metales forman la mayor parte de la tierra, especialmente las capas más externas, y los organismos están compuestos en su mayor parte por no metales. Algunos no metales, en condiciones normales, son diatómicos en el estado elemental: hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2), flúor (F2), cloro (Cl2), bromo (Br2) y yodo (I2).
