Conceptos Fundamentales de Química: Elementos, Compuestos y Reacciones

Elementos Químicos

Un elemento es una sustancia pura que no puede descomponerse en otras sustancias diferentes mediante procesos químicos y que está formada por un solo tipo de átomos.

Clasificación de los Elementos

Los elementos se pueden clasificar en metales y no metales, con propiedades distintas:

• Metales:
  • Poseen brillo metálico.
  • Son buenos conductores de la electricidad y el calor.
  • Son dúctiles y maleables (es posible darles forma).
  • Tienen densidades altas.
  • Presentan puntos de fusión altos.
  • Son duros.
  • Se combinan con los no metales para formar compuestos.
• No metales:
  • Son opacos y mates.
  • Son aislantes eléctricos y térmicos.
  • Son frágiles.
  • Tienen densidades bajas.
  • Presentan puntos de fusión bajos.
  • Son blandos.
  • Se combinan con los metales para formar compuestos.

Evolución de la Clasificación de los Elementos

• En 1817, Johann Döbereiner propuso la clasificación en tríadas.
• En 1864, John Newlands formuló la ley de las octavas.
• Entre 1868 y 1870, Dimitri Mendeléyev y Julius Lothar Meyer desarrollaron la tabla periódica.

Compuestos Químicos

Un compuesto es una sustancia pura que puede descomponerse en otras sustancias diferentes mediante procesos químicos y que está formada por varios tipos de átomos.

Conceptos Relacionados con los Compuestos

• Masa molecular (m): Se calcula multiplicando la masa atómica de cada elemento por el número de átomos de ese elemento en la molécula.
• Mol: Equivale al número de Avogadro. 1 mol = 6,022 x 10²³ unidades (átomos, moléculas, etc.).
• Masa molar (M): Es la masa molecular expresada en g/mol.
• Número de moles (n): Se calcula dividiendo la masa (en gramos) entre la masa molar (en g/mol): n = m(g) / M(g/mol).

Cambios Físicos y Químicos

• Un cambio físico es aquel que no altera la naturaleza de las sustancias que intervienen en él.
• Un cambio químico es aquel que da lugar a la formación de nuevas sustancias.

Reacciones Químicas

Una reacción química es un proceso mediante el cual, a partir de unas sustancias iniciales llamadas reactivos, se obtienen otras sustancias diferentes llamadas productos.

Indicadores de una Reacción Química

• Formación de un precipitado.
• Desprendimiento de gases.
• Variación de temperatura.
• Cambio de color.

Velocidad de Reacción

La velocidad de reacción en un proceso químico es variable según las sustancias que intervienen y depende de factores como la temperatura, la agitación, el estado de agregación de los reactivos y su concentración.

Ley de Conservación de la Masa

La ley de conservación de la masa, o ley de Lavoisier, establece que en toda reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos de la reacción, es decir, la masa se conserva.

Reacciones Químicas de Interés

• Reacciones Ácido-Base:

Ácido + Base → Sal + Agua

Combustible + O₂ → CO₂ + H₂O + Energía calorífica

CO₂ + H₂O + Sales minerales --(luz y clorofila)--> Glucosa + Almidón + Lípidos + Proteínas + O₂