Las sustancias químicas

En estado natural, las sustancias suelen aparecer unidas con otras sustancias. Por esa razón se pueden hallar mezclas y combinaciones, además de sustancias puras.

El agua destilada es una sustancia pura, se compone solo de hidrogeno y oxigeno. Las combinaciones son compuestos que implican la unión real de sus componentes a través de una reacción química. Esto sucede en las reacciones entre oxigeno y magnesio que se registran en los fuegos artificiales.

Las mezclas resultan de la unión sin combinación de varios cuerpos, por diseminación de sus moléculas. Una mezcla en la que no se distinguen los componentes se llama homogénea; de lo contrario, es heterogénea. El agua de mar contiene sales diluidas y a veces partículas en suspensión. Si se la coloca en un recipiente y se la deja reposar, las partículas precipitan el fondo. Por su parte, la sal no precipita, ya que esta disuelta en el agua, lo que le confiere el gusto salado. El sistema agua-arena es una mezcla heterogénea; el sistema agua-sal es una mezcla homogénea, llamada también solución química.

La dispersión de un sistema (porción de una solución que se toma para estudio), en el que el cuerpo sólido, líquido o gaseoso contiene, repartido de forma uniforme, otro cuerpo constituido por partículas pequeñas. El aire, formado en su mayor parte por oxigeno y nitrógeno, es un ejemplo de dispersión gaseosa. La niebla, constituida por agua dispersa en el aire, es un ejemplo de la dispersión liquida. El latón, es una aleación de cobre y cinc, es una dispersión sólida.

Las dispersiones pueden ser de dos tipos, según el tamaño de las partículas: suspensiones o soluciones. Las suspensiones pueden se emulsiones o suspensiones coloidales. Son emulciones las suspensiones de un líquido en otro líquido; son suspensiones coloidales las partículas sólidas y gaseosas suspendidas en un líquido o en un gas.

Los elementos

Los filósofos definieron cuatro elementos básicos de la materia (aire, agua, tierra y fuego), y posteriormente, los alquimistas emplearon el concepto de elemento e sus investigaciones. Pero sólo a partir de los estudios de Boyle, en el siglo XVII, se obtuvo una definición científica. Un elemento es una sustancia básica, que se puede combinar con otras para formar un compuesto, pero no puede descomponerse en sustancias más simples.

En el siglo XVIII se determino que cada elemento estaba formado por átomos con características especificas, y que los átomos se unían en grupos llamados moléculas. A medida que crecía el número de elementos conocidos, fue necesario agruparlos tomando en cuenta sus propiedades semejantes.

En 1869, el químico ruso Mendeleiev formulo una tabla periódica que, con modificaciones, aun esta vigente. Consta de un poco más de cien elementos químicos. Cada uno de ellos se presenta mediante un símbolo o sigla química, formado por una letra mayúscula, o por una mayúscula seguida de una minúscula, así, H significa hidrógeno; C carbono; Cr cromo. Esta simbología proviene de los nombres de los elementos escritos en latín, lengua en la que se comunicaban los científicos del mundo durante siglos.

Los grupos y los periodos

En la tabla de Mendeleiev los elementos se muestran en filas denominadas periodos y se distribuyen de manera ascendente de acuerdo con su numero atómico, o numero de protones que tiene cada núcleo atomicote cada elemento. Existen siete periódicos, que corresponden a las orbitas en las que se mueven los electrones de los átomos.

Las columnas que conforman la tabla se denominan grupos; en ellos se ordenan los elementos según el numero de electrones que tienen en las orbitas externas. Los elementos de cada grupo tienen propiedades comunes, de modo que los científicos, al saber como se comportan unos pueden predecir el comportamiento de otros.

Hacia la izquierda el l tabla están los grupos I Y II, elementos alcalinos y alcalinos-térreos, que tienen cada uno y dos electrones en sus orbitas exteriores, respectivamente.

En el sector derecho están los seis grupos restantes, que abarcan los metales pobres, los metaloides, los no metales y los gases nobles. En el centro se encuentran los elementos de transición, que no pertenecen a ningún grupo y nunca tiene mas de dos electrones en su orbita externa. En la parte inferior de la tabla hay un grupo de elementos conocidos como “tierras raras”, que se dividen en lantánidos y actínidos.

Los metales de los grupos I y II tienen coloración plateada y son altamente reactivos.

Los del grupo I son alcalinos, lo que significa que tienen un grado de acidez reducido. Los más conocidos de este grupo son el litio, el potasio y el sodio, que con el cloro forma la sal común.

En el grupo II el calcio, que en los vertebrados interviene en la formación química de dientes y huesos, el berilio y el magnesio.

Los metales de transición son duros, fuertes, brillantes y buenos conductores de la electricidad y el calor. Se los emplea en la fabricación de todo tipo de objetos, decido a que son maleables (pueden ser reducidos a laminas delgadas) y duraderos. El cobre, el hierro, el oro, la plata y el níquel son algunos de los principales exponentes de este grupo.

Los metales pobres son muy similares a los de los grupos I y II, pero no suelen presentar iguales características. Entre los más utilizados en la vida diaria se encuentran el aluminio, el plomo y es estaño.

Los metaloides tienen características comunes a los metales y no metales y solo son conductores de la electricidad en ciertas condiciones. Se emplea en la fabricación de transistores y semiconductores; pertenecen a este grupo el silicio, el boro y el arsénico, entre otros.

Los no metales son en general sustancias químicas gaseosas, como el helio y el argón, y se caracterizan por ser malos conductores de la electricidad, por licuarse y solidificarse solo a muy bajas temperaturas y a elevadas presiones.

Los lantánidos no se emplean muy a menudo en la vida diaria. Los actínidos son metales radioactivos. Excepto los primeros cuatro, el resto es creado artificialmente, como el uranio, aplicado en la generación de energía nuclear.