¿Qué es un elemento químico? -Función de los elementos químicos y sus caracteristicas
Gracias a la tabla periódica que todos conocemos una vez comenzamos a ver clases de química, sabemos que existen muchos elementos que tienen características y usos particulares. Pese a que hoy en día difícilmente se descubre un nuevo elemento, todavía hay gente que no conoce lo que es un elemento químico. Saber al respecto ayuda muchísimo, ya que permite saber qué elementos se deben usar para un trabajo de cementación y construcción.
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Así que, en este artículo, sabrás todo lo esencial para entender todo esto de los elementos químicos. Además, irás viendo la forma en cómo se descubrieron algunos de los elementos de la tabla periódica, así como la representación que tienen cada uno y algunos ejemplos prácticos.
Definición de elemento químico
Todos y cada uno de los elementos que salen en la tabla periódica son considerados como una sustancia, las cuales tienen propiedades únicas y características físicas. Estas diferencias ayudan a diferenciarse entre sí, ya sea por su estructura molecular, energía, número atómico u otros aspectos de cada elemento.
Por lo general, se pueden encontrar de forma natural en nuestro planeta o bien, se pueden obtener tras la combinación de sustancias o compuestos para conseguir un elemento en particular. De hecho, esto último se emplea muchísimo, sobre todo con elementos metálicos a fin de darle mejores características conductivas o dotarlos de una mayor rigidez, flexibilidad o resistencia. A este proceso se le conoce como aleación metálica, pero es otro tema para otro artículo.
Con respecto a esto último mencionado, los elementos de forma general se clasifican en dos tipos distintos. Por una parte, tenemos los metálicos, que son los más abundantes, mientras que los otros son los no metálicos. Un elemento no metálico que es el ejemplo perfecto, sería el Helio, el cual es el más abundante en el universo. De hecho, esta es la razón por la que se encuentra de primero en la tabla periódica.
Lo curioso de todos los elementos químicos, es que cada uno de estos comparten el mismo tipo de átomo. La combinación de los elementos es lo que da lugar a nueva materia con características que se diferencian de otras. Mientras que el oxígeno tiene un solo tipo de elemento, el agua está compuesta por dos diferentes con propiedades distintas.
Antes de pasar al siguiente punto, es de mencionar que no todos los elementos existentes hasta la fecha se han encontrado o tienen su origen de forma natural. En total, hay 118 elementos de los cuales, 26 de ellos tienen su origen en un laboratorio tras experimentación. Por lo que es correcto decir que hay elementos que no se encuentran de forma natural y son más bien sintéticos que se logran obtener tras un proceso específico.
¿Cómo se descubrieron los elementos químicos?
Tenemos la creencia de que cuando se habla de descubrimiento, es porque hubo una investigación de fondo junto con un estudio de científicos y expertos en la materia. Sin embargo, las primeras grandes civilizaciones fueron las que dieron con tales descubrimientos de los elementos químicos. Si habrás visto documentales, películas y series donde se habla de las antiguas civilizaciones, sabrás que el oro, la plata, el hierro, el cobre, junto con otros metales, fueron la base de muchos imperios.
Lo curioso de esto, es que, en su momento, no existía ningún método de investigación, ni mucho menos información sobre el valor del oro como metal. Simplemente por su brillo y sus usos, fueron considerados como importantes y de gran valor. Hoy en día, gracias a los estudios químicos y físicos, entendemos la gran importancia y la utilidad que tienen estos tipos de elementos. Es muy curioso como el imperio griego, Romano y muchos otros entendían la gran importancia de estos elementos pese a la falta de información al respecto.
Cuando la edad media se hizo presente en la historia de la humanidad, la necesidad de mejorar las armas y conseguir algo más resistente y duradero llevó a los alquimistas de ese entonces a descubrir nuevos elementos. Gracias a las combinaciones, ensayos, pruebas y error, estos científicos empíricos lograron descubrir el fósforo, el arsénico, el bismuto y el zinc.
Aunque el aire y el agua eran elementos que ya estaban presentes en la vida de las personas desde hace siglos, este no fue descubierto de forma oficial hasta el siglo XVIII. Esta era, en comparación con la edad media marcó la diferencia, todo a raíz del conocimiento básico en la química moderna. Pasamos de creer en alquimia y la transformación de la materia, en entender los principios básicos detrás de los elementos y a categorizarlos.
A partir de esta fecha en la historia, es que se dan a conocer términos y principios químicos como la oxidación de los metales, las primeras teorías atómicas, teorías de los ácidos y el uso de la escala del hidrógeno para así conseguir la masa atómica relativa. El descubrimiento y la comprensión de estos nuevos elementos influyó muchísimo en el desarrollo de la tecnología, así como el mejoramiento de la vida humana.
Es a partir de estas fechas que la química comienza a tener pies y cabeza, es decir, ya empieza a tener más sentido y las bases teóricas y científicas tienen un respaldo. Para que te hagas una idea, entre la fecha de 1730 y 1835 se descubrieron alrededor de 30 elementos químicos. En poco más de 100 años, los descubrimientos fueron notables. Es gracias a los químicos de la época, que hoy sabemos cuáles son los elementos con características puras y su clasificación se hizo más fácil de entender por el resto de personas.
¿En qué se relacionan los elementos químicos y los números atómicos?
Lo primero a destacar en este punto, es que todos los elementos están compuestos de la misma materia. Lo que los hace diferentes unos de otros es la cantidad de protones que hay en el núcleo del mismo. Por ello, es necesario mencionar que tanto la cantidad de protones, como electrones, es la misma. Por ejemplo, el Uranio tiene un número atómico de 92 en la tabla periódica, pero para conocer el número exacto de protones y electrones, es necesario tener un dato adicional.
Se trata del número de masa. Tomando como ejemplo el mismo elemento, cuenta con un número de masa de 238. Ahora, con este dato, podemos hacer una simple resta entre el número de masa y el número atómico del elemento. El resultado será la cantidad de protones y electrones de ese elemento químico.
Lo que te queremos decir con todo esto, es que cada elemento descubierto hasta la fecha cuenta con un número atómico, así como otras características únicas. La ventaja de saber esto, es que nos permite saber que todos aquellos elementos que cuentan con 6 protones, son átomos de carbono.
Quizás para personas normales como nosotros, esto no sea de gran utilidad más que mera información. Sin embargo, su aplicación es muy amplia y va desde la gastronomía y el clima, hasta el desarrollo de tecnología y determinar el impacto de los materiales no reciclables en el ambiente. Gracias a que se conoce los elementos que componen un material que no se degrada tan fácilmente, es posible determinar qué tanto puede durar en el ambiente.
¿Cómo se representan los elementos químicos?
Si te ubicas en cualquier tabla periódica, sea en inglés, latín, español y demás, todas contarán con las mismas características y forma de representar a los elementos. De forma general, cada uno de los elementos cuenta con un símbolo único, el cual puede ser una única letra o en su defecto, la combinación de dos, una en mayúsculas y otra en minúsculas.
De un mismo modo, también se puede evidenciar datos generales como el número atómico que posee un elemento, así como su número másico. En el medio del recuadro de elementos, encontrarás el símbolo utilizado. Si se trata del helio, verás una H, si es el oxígeno, se usa la letra O para representar a este elemento. En la parte baja, dentro del mismo cuadro podrás ver el nombre y al lado derecho de este, seguramente la masa atómica relativa.
En cuanto a la representación de un elemento y el nombre que se le da, puede ser basado en el lugar de su descubrimiento, si ha sido un descubrimiento o si fue producto de una combinación sintética.
¿Cómo funciona la tabla periódica?
Esta es una forma de encontrar información útil para el estudio y la resolución de problemas académicos o de investigación. Es una de las muchas herramientas en la ciencia que le permiten a la persona identificar ciertos datos que son difíciles de memorizar. Gracias a la organización que esta tiene, resulta más práctico ubicar cuáles son los elementos de tipo metálico y no metálico.
De hecho, algunas tablas son tan completas, que a nivel visual te resultará práctico encontrar aquellos elementos que son considerados como gases nobles, elementos alcalinos o metales de transición. Ahora bien, en cuanto a la distribución de los elementos, estos van ordenados de forma horizontal, tal como la lectura de este artículo. La cuenta comienza con el número uno, el cual representa el número atómico, hasta llegar al 118, el cual es el último elemento descubierto hasta la fecha. Lo ideal y lo más recomendable es que encuentres una tabla de elementos químicos que tenga la mayor cantidad de información y posea una distribución clara y sencilla ante su lectura.
¿Qué tipos de elementos químicos existen? - Clasificación
En cuanto a la clasificación de los elementos de manera global, solo hay dos: metales y no metales. Sin embargo, estos albergan variantes que se adaptan a la naturaleza del mismo elemento químico. Por ejemplo, en el caso de los metales, podemos encontrar la siguiente sub clasificación:
- Alcalinos.
- Alcalinotérreos.
- Metales de transición.
- Lantánidos y Actínidos.
- Otros metales.
Por otro lado, contamos con los no metales, los cuales son elementos con características de gas. Entre la subcategoría, encontrarás los siguientes:
- Otros no metales.
- Gases nobles.
- Halógenos.
Cabe mencionar que hay una categoría extra que casi olvidamos que se hacen llamar metaloides. De forma resumida, son semimetales que presentan características de elementos metálicos y no metálicos.
Ejemplos de elementos químicos
Los ejemplos que podemos darte son muchísimos, pero para hacerlo más fácil de comprender, el aire que respiramos está compuesto por dos partículas de oxígeno. En el caso del agua, es una forma de materia más compleja, el cual está constituido por dos partículas de hidrógeno y un oxígeno. Aquellos elementos, como el cobre (Cu), el cloro (Cl), Litio (Li), el nitrógeno (N) y demás, son elementos en su estado más puro.
¿Cuántos elementos químicos hay en total?
Hasta la fecha, solo existen 118 elementos en la tabla periódica. 23 son considerados sintéticos o artificiales, puesto que no se encuentran en ninguna parte del universo. Por lo que la existencia de los mismos.