Todo en el universo —la silla en la que estás sentado, el agua que bebes, incluso tu propio cuerpo— está hecho de átomos. Los átomos son increíblemente pequeños (unos 0,0000001 mm de diámetro) y, aun así, entender su estructura explica casi toda la química. Así es como funcionan.
¿Los átomos y la tabla periódica siguen resultando abrumadores?
En una consulta localizamos exactamente dónde se rompe el razonamiento, sin presión y sin compromiso.
¿Qué es un átomo?
Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento que conserva las propiedades químicas de ese elemento. Está hecho de tres tipos de partículas más pequeñas: protones, neutrones y electrones.
| Partícula | Ubicación | Carga | Masa relativa |
|---|---|---|---|
| Protón | Núcleo | +1 | 1 |
| Neutrón | Núcleo | 0 | 1 |
| Electrón | Capas alrededor del núcleo | −1 | ≈ 0 (insignificante) |
Un átomo neutro tiene el mismo número de protones y de electrones, así que las cargas se cancelan. El número de protones es lo que hace que un átomo pertenezca a un elemento concreto: cambia el número de protones y obtienes un elemento completamente distinto.
El núcleo y las capas de electrones
Los protones y los neutrones están muy juntos en el núcleo, en el centro del átomo. Los electrones se mueven alrededor del núcleo en regiones llamadas capas (o niveles de energía). Cada capa puede alojar un número máximo fijo de electrones.
- • Capa 1 (la más cercana al núcleo): como máximo 2 electrones
- • Capa 2: como máximo 8 electrones
- • Capa 3: como máximo 8 electrones (para los 20 primeros elementos)
- Tenemos que colocar 11 electrones en capas.
- Capa 1: 2 electrones. Quedan: 11 − 2 = 9.
- Capa 2: 8 electrones. Quedan: 9 − 8 = 1.
- Capa 3: 1 electrón.
- Sodio: 2, 8, 1 (o escrito 2.8.1)
Número atómico, número másico e isótopos
El número atómico es el número de protones del núcleo. Es único para cada elemento. Hidrógeno = 1 protón, carbono = 6 protones, oro = 79 protones.
El número másico es el total de protones más neutrones del núcleo.Mass number = protons + neutrons- Neutrones = número másico − número atómico
- Neutrones = 12 − 6 = 6 neutrones
Los isótopos son átomos del mismo elemento con distinto número de neutrones, así que tienen el mismo número atómico pero números másicos distintos. Ejemplo: carbono-12 (¹²₆C) y carbono-14 (¹⁴₆C): los dos tienen 6 protones, pero 6 y 8 neutrones respectivamente.
Los isótopos de un mismo elemento se comportan casi igual en las reacciones químicas (mismo número de electrones = misma química). Pero pueden comportarse de forma distinta físicamente: algunos isótopos son radiactivos (como el carbono-14, que se usa en la datación por carbono).
La tabla periódica: por qué está organizada así
La tabla periódica recoge todos los elementos conocidos por orden de número atómico. Los elementos de una misma columna (grupo) tienen el mismo número de electrones en su capa externa, y por eso tienen propiedades químicas parecidas.
HHidrógeno
N.º 1 | 1
1 electrón, 1 capa
HeHelio
N.º 2 | 2
Capa externa completa: muy estable
LiLitio
N.º 3 | 2, 1
1 electrón externo: reactivo
NeNeón
N.º 10 | 2, 8
Capa externa completa: gas noble
NaSodio
N.º 11 | 2, 8, 1
1 electrón externo: reactivo
ClCloro
N.º 17 | 2, 8, 7
7 electrones externos: reactivo
Átomos, moléculas y compuestos: un átomo es una sola partícula (por ejemplo Na). Una molécula son dos o más átomos unidos (por ejemplo O₂: dos átomos de oxígeno). Un compuesto es una molécula formada por elementos distintos (por ejemplo H₂O: hidrógeno y oxígeno).
- Número atómico = número de protones (único para cada elemento).
- Número másico = protones + neutrones.
- Neutrones = número másico − número atómico.
- Un átomo neutro tiene el mismo número de protones y de electrones.
- Los electrones llenan las capas por orden: 2, 8, 8 (para los 20 primeros elementos).
- Isótopos: mismo elemento, distinto número de neutrones.
El oxígeno tiene número atómico 8 y número másico 16. ¿Cuántos protones, neutrones y electrones tiene un átomo de oxígeno neutro?
Pista: neutrones = 16 − 8. Electrones = protones (átomo neutro).
Escribe la distribución de electrones del magnesio (número atómico 12).
Pista: llena las capas por orden: 2, 8, y el resto en la capa 3.
Un átomo tiene 17 protones y 18 neutrones. ¿Cuál es su número másico? ¿Qué elemento es?
Pista: número másico = protones + neutrones. Número atómico 17 = cloro.
El cloro-35 y el cloro-37 son isótopos. ¿Qué tienen en común? ¿Qué es distinto?
Pista: igual: los protones (17). Distinto: los neutrones (18 frente a 20).
¿Por qué los elementos del mismo grupo de la tabla periódica reaccionan de forma parecida?
Pista: piensa en los electrones externos.
Lo siguiente: enlaces y reacciones
Cuando entiendes los átomos, el paso siguiente es cómo se enlazan: enlaces iónicos (transferencia de electrones) y enlaces covalentes (electrones compartidos). Explican por qué el agua es líquida y la sal de mesa es un cristal. Si quieres ayuda para darle sentido a la química, empieza con una consulta y la trabajaremos juntos.