LA MATERIA Y LOS ELEMENTOS
1. LA MATERIA
Un sistema material es una porción específica de materia, confinada en una porción de espacio, que se selecciona para su estudio.
Cuando hablamos de las propiedades de un sistema material, debemos diferenciar entre:
- Propiedades extensivas: Dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño del sistema. Por tanto, su valor es proporcional al tamaño del sistema. Por ejemplo, la masa o el volumen.
- Propiedades intensivas: No dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño del sistema, sino de la naturaleza de la sustancia que lo forma. Así, su valor permanece inalterable aunque dividamos el sistema en subsistemas menores. Por ejemplo, la temperatura de fusión, el color o la conductividad eléctrica.
CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA
PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
Como hemos visto, las sustancias puras tienen una composición constante y se diferencian de otras por determinadas propiedades físicas (por ejemplo, la densidad, la solubilidad o la temperatura de fusión son características propias de cada sustancia pura).
Podemos dividir las sustancias puras en dos clases:
- Elementos: Aquellas sustancias que, por procesos químicos, no pueden separarse en sustancias más simples.
- Compuestos: Aquellas sustancias que, por procesos químicos, se pueden separar en elementos o sustancias más simples.
2. EL ÁTOMO
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
Postulados fundamentales de la teoría atómica de Dalton:
- La materia está formada por pequeñas partículas, separadas e indivisibles, llamadas átomos.
- Los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa y propiedades iguales.
- Los átomos de diferentes elementos tienen distinta masa y diferentes propiedades.
- Los átomos de elementos distintos pueden unirse en cantidades fijas para originar compuestos (átomos compuestos), siendo los átomos de un determinado compuesto también iguales en masa y en propiedades.
A partir de la teoría atómica de Dalton, podemos definir el átomo así: un átomo es la partícula más pequeña de un elemento químico que conserva las propiedades de dicho elemento.
ESTRUCTURA ATÓMICA
Aunque la teoría de Dalton resultó de gran utilidad, no explicaba la naturaleza eléctrica de la materia. El descubrimiento de la conductividad eléctrica en gases llevó al hallazgo de las partículas subatómicas: el electrón, el protón y el neutrón.
- El electrón (1897, J.J. Thomson): Partículas de carga negativa y muy poca masa.
- El protón (1886, E. Goldstein): Partículas de carga positiva y masa 1837 veces mayor que la del electrón.
- El neutrón (1932, J. Chadwick): Partículas de masa semejante a la del protón y sin carga eléctrica.
| Partícula | Símbolo | Carga eléctrica (C) | Masa (kg) |
|---|---|---|---|
| Electrón | e- | -1,602 · 10^-19 | 9,109 · 10^-31 |
| Protón | p+ | +1,602 · 10^-19 | 1,673 · 10^-27 |
| Neutrón | n0 | 0 | 1,675 · 10^-27 |
3. MODELOS ATÓMICOS
Modelo atómico de Thomson
En 1904, Joseph Thomson propuso que el átomo era una esfera maciza de materia cargada positivamente, con los electrones incrustados en su interior.
Modelo atómico de Rutherford
En 1911, Rutherford demostró que los átomos no son macizos:
- La mayor parte de la masa y toda la carga positiva se concentran en un núcleo central minúsculo.
- Los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo.
Modelo atómico de Bohr
En 1913, Bohr propuso tres postulados:
- Los electrones giran en órbitas estacionarias sin emitir ni absorber energía.
- Existen órbitas permitidas y prohibidas con niveles de energía definidos.
- Para cambiar de órbita, el electrón debe modificar su energía.
Del modelo de Bohr al modelo atómico actual
El modelo actual, basado en la mecánica cuántica (De Broglie, Heisenberg, Schrödinger), define el modelo de orbitales. Los electrones no siguen órbitas definidas, sino que se encuentran en orbitales, regiones donde la probabilidad de encontrar un electrón es muy alta.
NÚMERO ATÓMICO Y NÚMERO MÁSICO
- Número atómico (Z): Número de protones en el núcleo.
- Número másico (A): Suma de protones y neutrones.
IONES E ISÓTOPOS
- Iones: Átomos con carga (cationes si pierden electrones, aniones si los ganan).
- Isótopos: Átomos del mismo elemento con igual Z pero distinto A.
4. LA TABLA PERIÓDICA
Desarrollada por Mendeleiev y Meyer, y perfeccionada por Moseley al ordenar los elementos por número atómico creciente.
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Es la distribución de los electrones en los orbitales (s, p, d, f). 
GRUPOS Y PERIODOS
- Periodos: Filas horizontales (mismo número de niveles electrónicos).
- Grupos: Columnas verticales (misma estructura electrónica externa, propiedades semejantes).
PROPIEDADES PERIÓDICAS
El carácter metálico aumenta hacia la izquierda y hacia abajo en la tabla.
- Metales: Tienden a perder electrones.
- No metales: Tienden a capturar electrones.
- Gases nobles: Tienen su nivel externo completo, lo que les confiere gran estabilidad.