Partículas
Los atomos son las partes mas pequeñas de un elemento
(como el carbono, el hierro o el oxígeno). Todos los atomos de un
mismo elemento tienen la misma estructura electrónica (responsable esta
de la gran mayoría de las características químicas),
pudiendo diferir en la cantidad de neutrones (isótopos). Las
moléculas son las partes mas pequeñas de una sustancia
(como el azúcar), y se componen de atomos enlazados entre
sí. Si tienen carga eléctrica, tanto atomos como
moléculas se llaman iones: cationes si son positivos, aniones si son
negativos.
El mol se usa como contador de unidades, como la docena (12) o el millar
(1000), y equivale a . Se dice que 12 gramos de carbono o un gramo de
hidrógeno o 56 gramos de hierro contienen aproximadamente un mol de
atomos (la masa molar de un elemento esta basada en la masa de un
mol de dicho elemento). Se dice entonces que el mol es una unidad de cambio. El
mol tiene relación directa con el número de Avogadro. El
número de Avogadro fue estimado para el atomo de carbono por el
Químico y Físico italiano Carlo Amedeo Avogadro Conde de Quarequa
e di Cerreto. Este valor, expuesto anteriormente, equivale al número de
partículas presentes en 1 mol de dicha sustancia. Veamos:
1 mol de glucosa equivale a moléculas de glucosa
1 mol de Uranioequivale a atomos de Uranio
Dentro de los atomos, podemos encontrar un núcleo atómico
y uno o mas electrones. Los electrones son muy importantes para las
propiedades y las reacciones químicas. Dentro del núcleo se
encuentran los neutrones y los protones. Los electrones se encuentran alrededor
del núcleo. También se dice que es la unidad basica de la
materia con características propias. Esta formado por un
núcleo donde se encuentran protones.
De los atomos a las moléculas
Los enlaces son las uniones entre atomos para formar moléculas.
Siempre que existe una molécula es porque ésta es mas
estable que los atomos que la forman por separado. A la diferencia de
energía entre estos dos estados se le denomina energía de enlace.
Generalmente, los atomos se combinan en proporciones fijas para dar
moléculas. Por ejemplo, dos atomos de hidrógeno se
combinan con uno de oxígeno para dar una molécula de agua. Esta
proporción fija se conoce como estequiometría.
Orbitales
Diagrama espacial mostrando los orbitales atómicos hidrogenoides de
momento angular del tipo d (l=2).
Artículos principales: Orbital atómico y orbital molecular
Para una descripción y comprensión detalladas de las reacciones
químicas y de las propiedades físicas de las diferentes
sustancias, es muy útil su descripción a través
deorbitales, con ayuda de la química cuantica.
Un orbital atómico es una función matematica que describe
la disposición de uno o dos electrones en un atomo. Un orbital
molecular es analogo, pero para moléculas.
El calcio el Sr y el Ba reaccionan con el agua a 25° C para formar
hidróxidos y H2 el magnesio reacciona con el vapor para producir MgO y H2 . el Berilio no reacciona con
agua pura aunque se encuentre al rojo vivo.
Los compuestos del
grupo IIA por lo general son menos solubles en el agua que los compuestos
correspondientes al grupo IA, pero muchos son bastante solubles. Todos formar iones hidratados. Debido a la fuerte
atracción que tiene el Be2+ hacia los electrones del agua.
Usos y aplicaciones de los metales del grupo IIA y sus compuestos
Ca
El calcio y sus compuestos son muy empleados a nivel comercial. El elemento se usa como agente reductor en la metalurgia de
uranio, torio y otros metales. También se emplea como depurador con el fin de eliminar impurezas
disueltas como
oxigeno azufre y carbono en metales fundidos y para eliminar gases residuales
en tubos de vacio. Es componente en muchasaleaciones.
Al calentar piedra caliza se obtiene cal viva CaO que puede ser tratada con
agua para formar cal hidratada Ca(OH)2 una base
económica que tiene mucha aplicación industrial. Cuando se mescla
la cal hidratada con arena y se expone al CO2 atmosférico, se endurece
para formar argamasa y con una ligera ligazón de yeso de cal para
recubrir paredes y techos.
Mg
El magnesio metalico se quema en la atmosfera produciendo una luz blanca y brillante que se emplea para flash
fotografico, luces de bengala y bombas incendiarias. Es de peso muy
ligero por lo que se emplea en muchas aleaciones con fines estructurales. Al
igual que el aluminio, forma un recubrimiento de oxido
impermeable que lo protege de oxidación posterior. Como los océanos constituyen una fuente inagotable de magnesio,
es probable que le encuentren muchas aplicaciones estructurales mas.
El metal se emplea como
reactivo para muchas síntesis organicas importantes. Cuando se
descompone térmicamente la magnesita se produce magnesia MgO. La
magnesia es un excelente aislante calorífico y
se emplea en hornos y crisoles. Puede convertirse a Mg(OH)2
por reacción con sales de amoniaco acuosas una suspensión acuosa
llamada leche de magnesia se emplea como
antiacido estomacal y laxante.
Be
Debido a su rareza el berilio tiene pocas aplicaciones practicas. Se
encuentra principalmente como berilio Be3Al2Si6O18 , una piedra fina con las impurezas adecuadas
puede seraguamarina (azul) o esmeralda (verde) no se dispuso del metal en si para uso industrial sino
hasta 1957. Sus propiedades de muy baja densidad y alta
resistencia constituyen la base de sus
aplicaciones principales como
material estructural. También forma aleaciones con el cobre que se
emplean en contactos eléctricos, resortes y herramientas que no echan
chispas. Debido a que es transparente a los rayos X las
mirillas para tubos de rayos X se construyen de berilio. Los compuestos de berilio son muy tóxicos.
Sr
Las sales de estroncio se emplean en las luces de bengala y en cohetes de
señales y muestran el brillo rojo característico de las flamas de
estroncio. El metal en carece de aplicaciones
practicas.
Ba
El bario es un constituyente de aleaciones que se
emplean para brújulas debido a la facilidad con que se emite electrones
al calentarse. Se emplea como agente desgacificante para
tubos de
En la teoría del orbital molecular la formación del enlace
covalente se debe a una combinación matematica de orbitales
atómicos (funciones de onda) que forman orbitales moleculares, llamados
así por que pertenecen a toda la molécula y no a un atomo
individual. Así como un orbital atómico (sea híbrido o no)
describe una región del espacio que rodea a un atomo donde es
probable que se encuentre un electrón, un orbital molecular describe una
región del espacio en una molécula donde es mas factible
que se hallen los electrones.
Al igual que un orbital atómico, un orbital molecular tiene un
tamaño, una forma y una energía específicos. Por ejemplo,
en la molécula de hidrógeno molecular se combinan dos orbitales
atómicos uno s ocupados cada uno por un electrón. Hay dos formas
en que puede presentarse la combinación de orbitales: aditiva y
subtractiva. La combinación aditiva produce la formación de un
orbital molecular que tiene menor energía y que tiene, aproximadamente,
forma ovalada, mientras que la combinación subtractiva conduce a la
formación de un orbital molecular con mayor energía y que genera
un nodo entre los núcleos.
