Elementos químicos. Elementos atómicos. Sustancias simples. Elementos de la tabla periódica. Todos estos son diferentes términos para el mismo concepto. Hace mucho tiempo, los “elementos” solían significar tierra, aire, viento y fuego, pero esto ya no es cierto. La idea de un “elemento”, un elemento básico de la materia, ha despertado la curiosidad de la humanidad desde hace siglos. Pero en química –qué es exactamente un elemento– ¿cómo lo definimos?
Historia de un elemento
Aristóteles decretó que había cuatro elementos terrenales: aire, viento, tierra y fuego. Su noción de elementos permaneció inalterada por un poco más de dos mil años, hasta que el químico francés Antoine Lavoisier realizó una serie de experimentos que le hicieron darse cuenta de que había “sustancias simples” que más tarde llamaría elementos. El nitrógeno, el hidrógeno, el oxígeno, el carbono, el azufre y el fósforo eran seis elementos tempranos que él clasificó como tales, pero también clasificó erróneamente algunos compuestos como elementos, como el amoníaco.
Adelantémonos 87 años. El químico ruso Dmitry Mendeleev organizó los 52 elementos conocidos en filas y columnas , que él llamó la tabla periódica. Pronto más elementos fueron descubiertos, y el último en ser descubierto elemento natural, el renio, fue aislado en 1925.
Definición
Podemos definir un elemento, como un tipo de materia que no puede ser desglosada en una sustancia más simple por medios químicos. La única manera de descomponer un elemento, o cambiarlo en otro elemento, es a través de una reacción nuclear. Puedes aplastarlo, tirarlo, quemarlo, pisotearlo o disolverlo en ácido, pero todavía no transformará, descompondrá o cambiará la sustancia en otro elemento. Pero podrías hacer un desastre.
Es importante señalar que un elemento puede adoptar muchas formas diferentes. Hablemos de un ejemplo: el sodio. El sodio puro es un metal brillante y altamente reactivo. El sodio también se encuentra en la sal de mesa, en forma de iones de sodio, que se unen a los átomos de cloro. Estos iones de sodio no son brillantes o reactivos como el sodio elemental, pero la sal de mesa todavía “contiene” el elemento sodio. Y si disolvemos sal en agua, los iones de sodio se disuelven en solución. La solución “contiene” sodio, pero no está en forma elemental. La forma elemental es cuando existe no químicamente combinada con cualquier otro átomo o ion.
¿Cuántos elementos hay?
Actualmente hay 118 elementos conocidos por la humanidad. Naturalmente, se producen 94 elementos y 24 elementos se han producido artificialmente o se han producido sintéticamente a través de reacciones nucleares. Estos 24 elementos se llaman a veces elementos hechos por el hombre. Los elementos pueden ser sólidos, líquidos o gases a temperatura ambiente, 20 grados Celsius.
El primer elemento de la tabla periódica es el hidrógeno. El último, el más recientemente sintetizado en 2002, es el número 118, oganesson – llamado así por el físico ruso-armenio Yuri Oganesson.
De los 94 elementos naturales, 6 de ellos sólo se producen en cantidades de rastro extremadamente pequeñas, por ejemplo el francio o el neptunio. Esos seis son todos radiactivos y sólo existen como productos de decadencia de otros elementos radiactivos más abundantes.
Propiedades de Elemento
Los elementos tienen una variedad de diferentes propiedades químicas y físicas. Pero, ¿qué tienen en común?
Para empezar, cada elemento tiene un número único de protones. Si modificas el número de protones a través de una reacción nuclear, terminas con uno diferente. Los elementos puros consisten en un único tipo de átomo.
La mayoría de los elementos tienen isótopos – diferentes formas del elemento que tienen el mismo número de protones y electrones, pero un número diferente de neutrones. Los isótopos suelen tener las mismas propiedades químicas, pero pueden tener propiedades físicas ligeramente diferentes.
Otra propiedad de los elementos es que tienen un símbolo único, un número atómico y su propio sitio en la famosa tabla periódica. Este símbolo, conocido como símbolo atómico, suele ser una abreviatura para su nombre, como Cl para el cloro. Pero a veces el símbolo atómico abrevia el nombre latino. Por ejemplo, Na es la abreviatura de Natrium, el nombre latino del elemento sodio. El número atómico representa el número de protones que un elemento tiene, que va de 1 a 118. La tabla periódica es un gráfico de todos los elementos, organizado en filas y columnas por “familias”. Lea sobre cómo leer la tabla periódica.
Ejemplos de elementos
Algunos de los elementos más conocidos incluyen sodio, magnesio, hierro, cobre, helio, carbono, hidrógeno, nitrógeno y oro. El hierro, el cobre y el oro son metales sólidos. El helio y el argón son ejemplos de gases inertes. El carbono es un sólido “no metálico”, mientras que el mercurio es un metal líquido a temperatura ambiente. Los 118 elementos tienen diferentes propiedades físicas y químicas fascinantes, y se podría pasar toda una vida estudiando los compuestos de un solo elemento.
Términos Relacionados
Una molécula puede consistir en un elemento o varios elementos. Un compuesto siempre contiene dos o más elementos. Un átomo sólo puede ser un elemento único, y todos los elementos están hechos de átomos de ese elemento. Los iones son partículas cargadas de un solo elemento o varios elementos.
¿Quieres saber más?
Nuestro amigo Eric Scerri fue coautor de un gran libro llamado “Qué es un elemento químico”. Citación para el libro es Eric Scerri, Elena. Ghibaudi (eds.) ¿Qué es un Elemento Químico?, OUP, 2020. El Dr. Scerri se profundiza en la definición de un elemento con más detalle. Por ejemplo, ¿Qué es exactamente el carbono? ¿Es un isótopo particular? ¿Es un “promedio” de todos sus isótopos? ¿Tiene propiedades particulares, y si es así, cuáles son esas propiedades? ¿Y qué hay de sus alótropos? ¿Son los elementos superpesados, que se descomponen en fracciones de un segundo, realmente “elementos químicos”? ¿Tenía Mendeleev la noción abstracta correcta de un elemento? Este libro trae muchos puntos excelentes sobre los elementos a los que se debe hacer un paseo. “La cuchara desaparecida” y el “Tío Tungsteno” son también grandes libros para aprender más sobre los elementos.