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Ejemplo de átomos
El componente básico de toda la materia es el átomo. Curiosamente, la idea de los átomos se propuso por primera vez en el siglo V a.C., cuando los filósofos griegos Leucipo y Demócrito propusieron su existencia de forma sorprendentemente moderna. Sin embargo, sus ideas nunca cuajaron entre sus contemporáneos y no fue hasta principios del siglo XIX cuando se acumularon pruebas que hicieron que los científicos reconsideraran la idea. Hoy en día, el concepto de átomo es fundamental para el estudio de la materia.
La pieza más pequeña de un elemento que mantiene la identidad de ese elemento se llama átomoLa pieza más pequeña de un elemento que mantiene la identidad de ese elemento.. Los átomos individuales son extremadamente pequeños. Se necesitarían unos cincuenta millones de átomos en fila para formar una línea de 1 cm de longitud. El punto al final de una frase impresa tiene varios millones de átomos. Los átomos son tan pequeños que resulta difícil creer que toda la materia está hecha de átomos, pero así es.
El concepto de que los átomos desempeñan un papel fundamental en la química está formalizado por la moderna teoría atómicaEl concepto de que los átomos desempeñan un papel fundamental en la química, enunciado por primera vez por John Dalton, un científico inglés, en 1808. Consta de tres partes:
Molécula frente a compuesto
Los componentes básicos de los átomos son protones con carga positiva, neutrones neutros y electrones con carga negativa. Los protones y los neutrones tienen una masa similar, mientras que los electrones son mucho más pequeños y ligeros. Muchos átomos están formados por un núcleo con carga positiva, compuesto por protones y neutrones, rodeado por una nube de electrones con carga negativa. En su nivel más básico, un átomo es cualquier partícula de materia que contiene al menos un protón. Los electrones y los neutrones pueden estar presentes, pero no son necesarios.
Una sola partícula de cualquier elemento de la tabla periódica es un átomo. El número de protones presentes determina el orden de un átomo en la tabla periódica, junto con su nombre, símbolo e identidad química.
Cuando los átomos se unen, se convierten en moléculas. Cuando se escribe el símbolo químico de una molécula, se puede distinguir de un átomo por el subíndice que sigue al símbolo del elemento, que indica cuántos átomos están presentes.
Por ejemplo, O es el símbolo de un solo átomo de oxígeno. Por otro lado, O2 es el símbolo de una molécula de oxígeno gaseoso formada por dos átomos de oxígeno, mientras que O3 es el símbolo de una molécula de ozono formada por tres átomos de oxígeno.
Ejemplos de moléculas
A lo largo de la historia de la humanidad, la gente ha intentado convertir la materia en formas más útiles. Nuestros antepasados de la Edad de Piedra tallaban trozos de sílex para convertirlos en herramientas útiles y tallaban madera para crear estatuas y juguetes. Estos esfuerzos implicaban cambiar la forma de una sustancia sin cambiar la propia sustancia. Pero a medida que aumentaban nuestros conocimientos, los humanos empezaron a cambiar también la composición de las sustancias: la arcilla se convertía en cerámica, las pieles se curaban para hacer prendas de vestir, los minerales de cobre se transformaban en herramientas y armas de cobre y el grano se convertía en pan.
Los humanos empezaron a practicar la química cuando aprendieron a controlar el fuego y a utilizarlo para cocinar, hacer cerámica y fundir metales. Posteriormente, comenzaron a separar y utilizar componentes específicos de la materia. De las plantas se aislaron diversas drogas, como el aloe, la mirra y el opio. Los tintes, como el índigo y la púrpura de Tiro, se extrajeron de la materia vegetal y animal. Los metales se combinaban para formar aleaciones -por ejemplo, el cobre y el estaño se mezclaban para hacer bronce- y las técnicas de fundición más elaboradas producían hierro. Los álcalis se extraían de las cenizas y los jabones se preparaban combinando estos álcalis con grasas. El alcohol se producía por fermentación y se purificaba por destilación.
Qué es un átomo
EjemploCuando se calienta el carbonato de calcio, se produce una reacción química para formar óxido de calcio y dióxido de carbono. Se ha comprobado mediante experimentos que si se descomponen completamente 100 gramos de carbonato de calcio se forman 56 gramos de óxido de calcio y 44 gramos de dióxido de carbono. Esto se puede escribir como:
En el H2O, la relación de las masas de H y O es 2: 16.En el SO2, la relación de las masas de S y O es 32: 32.Por lo tanto, la relación de las masas de H y S que se combinan con una masa fija de oxígeno (digamos 32 partes) será 4: 32 es decir, 1: 8……… (1)Cuando el H y el S se combinan, forman H2S en el que la relación de las masas de H y S es2:32 es decir, 1: 16……… (2)Las dos relaciones (i) y (ii) se relacionan entre sí como: o 2: 1es decir, son múltiplos de números enteros entre sí.Así, la relación de masas de H y S que se combina con una masa fija de oxígeno es un múltiplo de números enteros de la relación en la que se combinan H y S. El azufre y el oxígeno también se combinan para formar SO3. Este caso también se puede resolver de la misma manera que el anterior y se puede demostrar que sigue la ley de las proporciones recíprocas.