- Diferenciar entre elementos y compuestos y explorar las técnicas de separación
Puntos clave
- Los elementos son las sustancias químicas completas más simples. Cada elemento corresponde a una sola entrada en la tabla periódica. Un elemento es un material que consta de un solo tipo de átomo. Cada tipo de átomo contiene el mismo número de protones.
- Los enlaces químicos unen a los elementos para formar moléculas más complejas llamadas compuestos. Un compuesto está formado por dos o más tipos de elementos unidos por enlaces covalentes o iónicos.
- Los elementos no pueden dividirse en unidades más pequeñas sin grandes cantidades de energía. Los compuestos, en cambio, pueden romper sus enlaces con cantidades prácticas de energía, como el calor de un fuego.
- La materia puede dividirse en dos categorías: sustancias puras y mezclas. Las sustancias puras se dividen a su vez en elementos y compuestos. Las mezclas son estructuras físicamente combinadas que pueden separarse de nuevo en sus componentes originales.
Términos
- ElementoCualquiera de las sustancias químicas más sencillas que no puede modificarse en una reacción química ni por ningún medio químico. Formado por átomos que tienen todos el mismo número de protones.
- CompuestoSustancia formada por dos o más elementos. Consta de una proporción fija de átomos unidos químicamente. Tiene propiedades únicas que son diferentes de las propiedades de sus elementos individuales.
- Enlace químicoCualquiera de varias fuerzas de atracción que sirven para unir átomos para formar moléculas.
- a menudo conductores de la electricidad
- maleables
- brillantes
- a veces magnéticos.
- típicamente no conductores
- no maleables
- sin brillo (no brillantes)
- no magnéticos.
- compuestos moleculares unidos por enlaces covalentes
- sales unidos por enlaces iónicos
- compuestos intermetálicos unidos por enlaces metálicos
- complejos unidos por enlaces covalentes de coordenadas.
Elementos
Un elemento químico es una sustancia pura que consiste en un tipo de átomo. Cada átomo tiene un número atómico, que representa el número de protones que hay en el núcleo de un solo átomo de ese elemento. La tabla periódica de los elementos está ordenada por número atómico ascendente.
Los elementos químicos se dividen en los metales, los metaloides y los no metales. Los metales, que se encuentran típicamente en el lado izquierdo de la tabla periódica, son:
El aluminio, el hierro, el cobre, el oro, el mercurio y el plomo son metales.
En cambio, los no metales, que se encuentran en el lado derecho de la tabla periódica (a la derecha de la escalera), son:
Ejemplos de no metales elementales son el carbono y el oxígeno.
Los metaloides tienen algunas características de los metales y otras de los no metales. El silicio y el arsénico son metaloides.
A fecha de noviembre de 2011, se han identificado 118 elementos (el más reciente identificado fue el ununseptio, en 2010). De estos 118 elementos conocidos, sólo se sabe que los primeros 98 se dan de forma natural en la Tierra. Los elementos que no se dan de forma natural en la Tierra son productos sintéticos de reacciones nucleares creadas por el hombre. 80 de los 98 elementos naturales son estables; el resto son radiactivos, lo que significa que se descomponen en elementos más ligeros en escalas de tiempo que van desde fracciones de segundo hasta miles de millones de años.
El hidrógeno y el helio son, con diferencia, los elementos más abundantes del universo. Sin embargo, el hierro es el elemento más abundante (por masa) en la composición de la Tierra, y el oxígeno es el elemento más común en la capa que constituye la corteza terrestre.
Aunque toda la materia química conocida está compuesta por estos elementos, la materia química en sí misma constituye sólo un 15% de la materia del universo. El resto es materia oscura, una misteriosa sustancia que no está compuesta por elementos químicos. La materia oscura carece de protones, neutrones o electrones.
Compuestos
Las muestras puras de elementos aislados son poco comunes en la naturaleza. Mientras que los 98 elementos naturales han sido identificados en muestras minerales de la corteza terrestre, sólo una pequeña minoría de ellos puede encontrarse como minerales reconocibles y relativamente puros. Entre los más comunes de estos «elementos nativos» están el cobre, la plata, el oro y el azufre. El carbono también se encuentra habitualmente en forma de carbón, grafito y diamantes. Los gases nobles (por ejemplo, el neón) y los metales nobles (por ejemplo, el mercurio) también pueden encontrarse en sus formas puras y no enlazadas en la naturaleza. Sin embargo, la mayoría de estos elementos se encuentran en mezclas.
Cuando dos elementos distintos se combinan químicamente -es decir, se forman enlaces químicos entre sus átomos- el resultado se denomina compuesto químico. La mayoría de los elementos de la Tierra se unen a otros elementos para formar compuestos químicos, como el sodio (Na) y el cloruro (Cl), que se combinan para formar la sal de mesa (NaCl). El agua es otro ejemplo de compuesto químico. Los dos o más elementos componentes de un compuesto pueden separarse mediante reacciones químicas.
Los compuestos químicos tienen una estructura única y definida, que consiste en una proporción fija de átomos que se mantienen unidos en una disposición espacial definida mediante enlaces químicos. Los compuestos químicos pueden ser:
Los elementos químicos puros no se consideran compuestos químicos, aunque estén formados por moléculas diatómicas o poliatómicas (moléculas que sólo contienen varios átomos de un solo elemento, como el H2 o el S8).