Glosario de química
Elemento químico
Un elemento químico es una sustancia pura que no puede descomponerse en sustancias más simples mediante reacciones químicas.
Definición de elemento químico
Un elemento químico es una sustancia pura formada por átomos del mismo número atómico, es decir, con el mismo número de protones en el núcleo. Cada elemento tiene propiedades físicas y químicas únicas determinadas por su estructura electrónica.
A diferencia de un compuesto, un elemento no se puede descomponer en sustancias más simples mediante métodos químicos ordinarios (sí mediante reacciones nucleares, pero esas no son química propiamente dicha).
La definición moderna se basa en el número atómico (Z), no en propiedades observables como hacían los antiguos. Por ejemplo, el carbono es el elemento Z = 6 sin importar si aparece como grafito, diamante o grafeno.
Cuántos elementos existen
Actualmente la IUPAC reconoce 118 elementos químicos. Los 92 primeros (del hidrógeno al uranio) existen de forma natural en la Tierra; los demás son sintéticos, producidos en aceleradores de partículas.
- Hidrógeno (H, Z = 1): el primer elemento, el más abundante del universo (~75 % de la materia bariónica).
- Uranio (U, Z = 92): el último elemento natural significativamente abundante.
- Téneso (Ts, Z = 117) y Oganesón (Og, Z = 118): los últimos elementos sintéticos confirmados (descubiertos en 2010 y 2002 respectivamente).
Todos se organizan en la tabla periódica, donde aparecen ordenados por número atómico creciente y agrupados según similitudes químicas.
Diferencia entre elemento, compuesto y mezcla
| Concepto | Definición | Ejemplo |
|---|---|---|
| Elemento | Sustancia pura con átomos de un solo Z | O₂, Au, Fe |
| Compuesto | Sustancia pura formada por dos o más elementos en proporción fija | H₂O, NaCl, CO₂ |
| Mezcla | Combinación física de sustancias en proporción variable | Aire, agua salada, gasolina |
Diferencias clave:
- Un elemento no se puede descomponer químicamente. Un compuesto sí.
- Un elemento tiene fórmula química «simple» (un solo símbolo). Un compuesto tiene fórmula con varios símbolos.
- Una mezcla se puede separar por métodos físicos (filtración, destilación). Un compuesto no.
Cómo se identifica un elemento
Un elemento se identifica por su número atómico (Z), no por su masa ni por su nombre. El número atómico determina:
- Cuántos protones hay en el núcleo.
- Cuántos electrones hay en un átomo neutro.
- La posición del elemento en la tabla periódica.
Los átomos del mismo elemento pueden tener distinto número de neutrones (son isótopos), pero siempre tienen el mismo Z.
Clasificación de los elementos
Los elementos se clasifican según diversos criterios:
Por propiedades químicas generales:
- Metales: ~80 % de los elementos. Buena conducción eléctrica y térmica, brillo metálico, maleables, dúctiles.
- No metales: ~20 elementos. Mala conducción, aspecto opaco, frágiles si son sólidos.
- Metaloides: B, Si, Ge, As, Sb, Te. Propiedades intermedias; semiconductores en electrónica.
Por bloque de la tabla periódica:
- Bloque s: alcalinos (grupo 1) y alcalinotérreos (grupo 2).
- Bloque p: del grupo 13 al 18 (incluye halógenos y gases nobles).
- Bloque d: metales de transición (grupos 3 al 12).
- Bloque f: lantánidos y actínidos.
Por origen:
- Naturales: los 92 primeros (H a U), aunque algunos como el tecnecio (Tc, Z = 43) y el francio (Fr, Z = 87) aparecen solo en trazas.
- Sintéticos: del 93 al 118; se producen en aceleradores.
Ejemplos relevantes
- Hidrógeno (H): el más abundante en el universo.
- Oxígeno (O): el más abundante en la corteza terrestre (~46 %) y en el cuerpo humano (~65 %).
- Carbono (C): la base de toda la química orgánica y de la vida.
- Hierro (Fe): el cuarto elemento más abundante de la corteza, base de la siderurgia.
- Silicio (Si): segundo más abundante en la corteza tras el oxígeno, base de la electrónica.
Errores frecuentes en exámenes
- Confundir elemento con átomo: un átomo es la unidad estructural del elemento; el elemento es el conjunto de átomos del mismo Z.
- Pensar que «elemento puro» significa «sin nada más»: en realidad significa que todos los átomos tienen el mismo número atómico; pueden coexistir varios isótopos.
- Asumir que los elementos siempre son monoatómicos: muchos forman moléculas (H₂, O₂, N₂, P₄, S₈) o redes cristalinas (Si, C diamante).
- Decir que el agua es un elemento: el agua es un compuesto (H₂O), no un elemento. Compuesto = dos o más elementos combinados químicamente.