Elementos

ELEMENTOS QUÍMICOS

Un elemento químico es la especie material más simple compuesta de átomos. Se conocen más de cien elementos, unos de origen natural y otros sintéticos. El oxígeno y el nitrógeno son los componentes más abundantes en el aire; el carbono y el hidrógeno están presentes en composiciones significativas en la materia orgánica. Algunos se encuentran en la naturaleza en combinacióncon otros elementos como por ejemplo el sodio, cuya fuente principal es el cloruro de sodio contenido en el mar. Otros se encuentran en el subsuelo como las minas de carbón y hierro. Los sintéticos son los fabricados por el hombre. Desde el punto de vista estructural, un elemento se caracteriza por el número de partículas que contienen sus átomos, es decir, por la cantidad de protones, neutrones yelectrones. Los protones y neutrones que se mueven en la región central o núcleo del átomo, y los electrones que lo hacen alrededor de este, determinan para un elemento un conjunto de propiedades que lo distinguen de los demás. La Tabla 1 muestra la masa y la carga de cada una de estas partículas

Partícula

Masa, Kg

Carga eléctrica, Coulombios

Protón

1,673x10-27

+ 1,6x10-19Electrón

9,11x 10-3

- 1,6x 10-19

Neutrón

1,675x10-25

-

Tabla 1. Masa y carga de partículas atómicas

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Se observa que la mayor parte de la masa del átomo está concentrada en el núcleo debido a la diferencia considerable entre las masas de las partículas nucleares y los electrones. El número de protones en el núcleo de un átomo se define como su Número atómico(Z), mientras que la suma de los protones y los neutrones corresponde a su Número másico (A) que es el número entero más próximo a la masa atómica Si se representa por N el número de neutrones, el número másico de un átomo será: A = Z+N El número atómico de un átomo determina el elemento químico correspondiente. Un átomo de número atómico igual a uno corresponde al elemento hidrógeno, mientrasque un átomo con 6 protones en su núcleo corresponde al elemento carbono. El símbolo de un elemento químico que indique su contenido de partículas subatómicas se representa como
A Z

X . Por ejemplo, 14C , simboliza un átomo de carbono que contiene 6

6 protones y 8 neutrones. Isótopos son átomos que tienen el mismo número de protones (mismo número atómico) pero diferente número de neutrones(diferente número másico). Para un isótopo de un elemento, el número de neutrones es la diferencia entre el número másico y el número atómico. Es usual simbolizar los isótopos omitiendo la escritura del número atómico, y escribir el símbolo del elemento seguido del número másico separado por un guión. Al referirse, por ejemplo, al C-14 se entiende que es el isótopo del carbono de número másico 14 yque, por lo tanto, contiene 6 protones y 8 neutrones. Para la mayoría de los elementos no existe, en la naturaleza, un isótopo sencillo sino una mezcla de isótopos que se han ido descubriendo. Hidrógeno, Deuterio y Tritio son los nombres de los tres isótopos del hidrógeno simbolizados por H-1, H-2 y H-3 que contienen respectivamente, cero, uno y dos neutrones. De la misma manera, se conocen tresisótopos del carbono con composiciones nucleares C-12, C-13 y C-14. La masa atómica de un elemento es la suma de las masas del conjunto de sus

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partículas y se expresa en unidades de masa atómica o urna. Un uma se define exactamente como equivalencia en gramo es 1,66x10-24 g

1 de la masa del átomo de C-12 y su 12

El peso real de un átomo de hidrógeno es1,67x10-24 g ó 1,008 uma y el peso real de un átomo de carbono es de 2,0x10-23 g ó 12 uma. Interesa conocer la masa atómica media de los átomos que reflejen la abundancia relativa de los distintos isótopos de un elemento. Por ejemplo, si una muestra natural de carbono tomada al azar contiene 98,892 % de C-12 y 1,108 % de C-13, la masa atómica del carbono se calcula como el promedio ponderado de las masas...