Conceptos básicos

De acuerdo con el origen del concepto del átomo, se podría decir que los átomos son las partículas más pequeñas que forman un elemento y que, además, determinan sus propiedades. Por ejemplo, el elemento oro está formado por átomos cuyas características permiten que sea un metal maleable y dúctil.

Cuando se agrupan los átomos forman moléculas que, si son del mismo tipo, constituyen a los elementos. Si estos átomos son de diferente tipo constituyen a los compuestos. Los átomos se unen entre sí por fuerzas de atracción denominadas enlaces interatómicos.

Los únicos elementos que se encuentran en la naturaleza como átomos aislados (monoatómicos) son los gases nobles: Helio-He, Neón-Ne, Argón-Ar, Kriptón-Kr, Xenón–Xe y Radón-Rn. Los gases nobles, por ser muy estables, no tienen la necesidad de unirse entre ellos.

Sin embargo, la mayoría de los elementos se presentan como iones (átomos con carga eléctrica), moléculas (formadas por dos o más átomos) y redes cristalinas (que pueden estar formadas por muchísimos más átomos).

Los átomos son extremadamente pequeños. Su diámetro es del orden de $10^{-8}$ cm, por lo que se requieren más de 100 millones de átomos acomodados en línea para cubrir una longitud de 1 cm.

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Una molécula es un grupo de dos o más átomos ligados entre sí que se encuentran unidos por una fuerza a la que llamamos enlace químico. Por ejemplo, el átomo de hidrógeno no lo encontramos solo en la naturaleza, sino como moléculas formadas por pares de átomos.

El enlace químico es una fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos (enlace interatómico) para formar las moléculas; éstas a su vez se atraen y forman los enlaces intermoleculares que determinan la formación de sólidos, líquidos o gases.

De igual manera que el hidrógeno, el oxígeno se presenta en la naturaleza casi siempre como una molécula diatómica y en mucho menor proporción, como molécula triatómica a la que conocemos como ozono. Ambas moléculas se representan con su símbolo, acompañado de un subíndice. El subíndice nos indica el número de átomos que forma la molécula.

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Es una sustancia que no puede descomponerse en otra clase de materia más simple por ningún proceso físico o químico. Sin importar su origen, siempre tendrá las mismas propiedades, las cuales lo identifican. Éstas son físicas como su densidad, color, punto de ebullición; o químicas si son combustibles, reactivas o no, entre otras. Debido a las propiedades específicas de las sustancias puras, se utiliza este término para designar a cualquier elemento o compuesto. A continuación observamos una tabla con algunas de las propiedades más comunes de los elementos.

Los elementos químicos más importantes por su abundancia en la litósfera, en el cuerpo humano y en el hemisferio oceánico respectivamente son:  

De todos los elementos conocidos, sólo siete se presentan como moléculas diatómicas en su forma más estable (Hein, 1992). Estos son:  

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Los compuestos son combinaciones químicas de dos o más elementos en relaciones simples de números enteros que poseen propiedades diferentes a las de los elementos que los constituyen.

Un compuesto puro tiene la misma composición y propiedades, sin importar si su origen es natural o artificial. Por ejemplo: en el caso del agua sus propiedades son las mismas si obtenemos agua pura a partir de su síntesis o la purificamos a partir del agua de mar o la lluvia.

Como puedes observar en la tabla anterior, las propiedades del agua son muy diferentes a las propiedades de los elementos que la componen. Algunos compuestos se utilizan en el hogar, de acuerdo con sus propiedades químicas, por ejemplo: el hidróxido de sodio (NaOH) conocido como sosa caústica y el peróxido de hidrógeno H₂O₂ conocido como agua oxigenada.

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Es la unión de dos o más sustancias puras en proporciones variables, en donde cada una de ellas conserva las propiedades que la caracterizan. Esto se debe a que no ocurre entre ellas reacción química alguna.

Las mezclas se identifican por dos características: tener una composición variable de las sustancias que la constituyen y el hecho de poder ser separadas por métodos físicos, por ejemplo destilación, decantación, evaporación, etc.

La mayor parte de las sustancias que se encuentran en la naturaleza son mezclas. Las mezclas se subdividen en homogéneas, cuando no se distinguen a simple vista sus componentes, por ejemplo agua y alcohol; y heterogéneas cuando se distinguen con facilidad y a simple vista sus componentes, por ejemplo cuando mezclamos agua y arena.

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