Grado 8
  1. Introducción a la Química  1.1. Naturaleza y alcance de la química  1.2. Importancia de la química en la vida diaria  1.3. La química y su relación con otras ciencias  1.4. El papel de la química en la industria, la medicina y el medio ambiente  1.5. Investigación científica y métodos experimentales en química
  2. La materia y sus propiedades  2.1. Definición y clasificación de la materia  2.2. Propiedades físicas y químicas de la materia  2.3. Ley de la conservación de la materia  2.4. Propiedades extensivas e intensivas de la materia  2.5. Teoría cinético-molecular de la materia  2.6. Estados de la materia: sólidos, líquidos, gases, plasmas y condensados de Bose-Einstein  2.7. Los cambios de estado y energía están involucrados  2.8. Difusión y movimiento Browniano
  3. Elementos, Compuestos y Mezclas  3.1. Definición y diferencias entre elementos, compuestos y mezclas  3.2. Estructura Atómica y Número Atómico  3.3. Símbolos y fórmulas químicas  3.4. Tendencias en la Tabla Periódica (Grupos y Periodos)  3.5. Clasificación de Elementos: Metales, No Metales y Metaloides  3.6. Elementos de Tierras Raras y Metales de Transición  3.7. Tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas  3.8. Separación de mezclas utilizando métodos físicos y químicos
  4. Técnicas de Separación  4.1. Filtración, Sedimentación y Decantación  4.2. Evaporación y cristalización  4.3. Destilación y destilación fraccionada  4.4. Cromatografía y sus aplicaciones  4.5. Sublimación en la purificación de compuestos  4.6. El papel de la centrifugación en los procesos bioquímicos
  5. Estructura Atómica  5.1. La teoría atómica de Dalton  5.2. Estructura del átomo: protones, neutrones y electrones  5.3. El modelo atómico de Bohr  5.4. Introducción al Modelo Mecánico Cuántico  5.5. Configuración Electrónica y Niveles de Energía  5.6. Espectros de excitación y emisión  5.7. Isótopos y sus aplicaciones
  6. Tabla Periódica y Tendencias Químicas  6.1. Historia y desarrollo de la tabla periódica  6.2. Ley periódica moderna  6.3. Periodicidad y tendencias en tamaños atómicos y iónicos  6.4. Energía de Ionización, Afinidad Electrónica y Electronegatividad  6.5. Introducción a los lantánidos y actínidos  6.6. Aplicación de tendencias periódicas en química
  7. Enlace Químico y Estructura Molecular  7.1. Tipos de enlaces químicos: enlaces iónicos, covalentes y metálicos  7.3. Moléculas Polares y No Polares  7.4. El enlace de hidrógeno y sus aplicaciones  7.5. Fuerzas intermoleculares: dipolo-dipolo, fuerza de dispersión de London
  8. Reacciones Químicas y Estequiometría  8.1. Ecuaciones Químicas y Balance  8.2. Tipos de Reacciones Químicas: Combinación, Descomposición, Desplazamiento y Redox  8.3. Introducción a la estequiometría y el concepto del mol  8.4. Reactivo limitante en ecuaciones químicas  8.5. Velocidad de reacción, catalizador y factores que afectan la velocidad de reacción
  9. Ácidos, Bases y Sales  9.1. Definición y Propiedades de Ácidos y Bases  9.2. Ácidos y bases fuertes vs. débiles  9.3. Escala de pH y cálculo de pH  9.4. Reacciones de neutralización  9.5. Soluciones amortiguadoras y su importancia  9.6. Aplicaciones de Ácidos, Bases y Sales en la Vida Diaria
  10. Soluciones y Solubilidad  10.1. Definición de Solución, Soluto y Solvente  10.2. Factores que Afectan la Solubilidad  10.3. Unidades de concentración: molaridad y molalidad  10.4. Soluciones saturadas, no saturadas y sobresaturadas  10.5. Concepto de ósmosis y ósmosis inversa  10.6. Propiedades coligativas de las soluciones
  11. Gases y Leyes de los Gases  11.1. Propiedades de los gases  11.2. Introducción a los Gases Ideales y Reales  11.3. Ley de Boyle, Ley de Charles y Ley de Avogadro  11.4. Ecuación de Gas Ideal y Sus Aplicaciones  11.5. Aplicación de las leyes de los gases en la vida real
  12. Termoquímica y transformación de energía  12.1. Energía en las Reacciones Químicas  12.2. Reacciones Exotérmicas vs. Endotérmicas  12.3. Cambios de Calor y Entalpía  12.4. Calorimetría y transferencia de calor en reacciones
  13. Metales y No metales  13.1. Physical and Chemical Properties of Metals and Nonmetals  13.2. Serie de Reactividad de los Metales  13.3. La corrosión y su prevención  13.4. Extracción de metales de los minerales  13.5. Usos de metales y no metales en la vida diaria
  14. Introducción a la Química Orgánica  14.1. Características del carbono y compuestos orgánicos  14.2. Grupos funcionales y su importancia  14.3. Hidrocarburos Simples: Alcanos, Alquenos y Alquinos  14.4. Isomería en compuestos orgánicos  14.5. Introducción a los polímeros y sus usos
  15. Química Ambiental y Sostenibilidad  15.1. Principios de la química verde  15.2. Efectos de la contaminación química en los ecosistemas  15.3. Lluvia ácida y sus efectos  15.4. Agotamiento de la capa de ozono y calentamiento global  15.5. Gestión de Residuos y Reciclaje en Química

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Estructura del átomo: protones, neutrones y electrones


Los átomos son las unidades básicas de la materia y la estructura definitoria de los elementos. La palabra "átomo" se deriva del griego "átomos", que significa indivisible. Los átomos son los bloques de construcción de todo lo que nos rodea, desde las más pequeñas partículas de arena hasta las gigantescas montañas. Cada átomo consta de tres partículas fundamentales: protones, neutrones y electrones. Comprender estos componentes nos ayuda a entender cómo se estructura la materia y cómo se comporta.

Estructura básica del átomo

Un átomo consta de un núcleo central y una capa externa de electrones. El núcleo contiene partículas con carga positiva llamadas protones y partículas neutras llamadas neutrones. Los electrones con carga negativa orbitan alrededor del núcleo en diferentes niveles de energía o capas. Aquí hay una representación simplificada de un átomo:

Núcleo Electrón

El núcleo está representado por el círculo central, mientras que los círculos exteriores más pequeños representan los electrones. Los electrones se muestran orbitando el núcleo en trayectorias llamadas orbitales.

Protón

Los protones son partículas con carga positiva que se encuentran dentro del núcleo atómico. Tienen una masa relativa de aproximadamente 1 unidad de masa atómica (uma) y una carga de +1. El número de protones en el núcleo de un átomo determina la identidad del elemento y se llama número atómico (Z).

Por ejemplo, el hidrógeno tiene un protón, por lo que su número atómico es 1. El carbono tiene seis protones, por lo que su número atómico es 6. El número atómico es único para cada elemento y sirve como una característica definitoria.

Neutrón

Los neutrones son partículas neutras, lo que significa que no tienen carga y se encuentran junto con los protones en el núcleo. Al igual que los protones, los neutrones también tienen una masa de aproximadamente 1 uma. La presencia de un neutrón contribuye a la masa de un átomo pero no afecta su carga.

Al combinar el número de neutrones con el número de protones obtenemos la masa atómica o el número de masa (A) de un átomo. La fórmula puede representarse como:

A = Z + N

donde A es la masa atómica, Z es el número atómico, y N es el número de neutrones.

Electrones

Los electrones son partículas con carga negativa que se encuentran en nubes de electrones orbitando el núcleo. Son mucho más pequeños que los protones y neutrones, con una masa relativa de aproximadamente 1/1836 uma, y tienen una carga de -1. Los electrones son responsables de las propiedades químicas de los átomos y sus interacciones con otros átomos.

Los electrones ocupan niveles de energía o capas alrededor del núcleo, y estas capas pueden albergar un cierto número de electrones. La disposición de los electrones en estas capas determina cómo se unen los átomos entre sí.

Visualización de la estructura atómica

La siguiente es una ilustración visual simplificada que muestra el átomo de oxígeno, que tiene 8 protones, 8 neutrones y usualmente 8 electrones:

8p, 8n Electrón

Isótopos

Los isótopos son diferentes formas de un elemento químico particular que tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. Esta diferencia en el número de neutrones da a los isótopos diferentes masas atómicas.

Por ejemplo, el carbono, que tiene un número atómico de 6, tiene los isótopos carbono-12 y carbono-14. El carbono-12 tiene 6 neutrones, mientras que el carbono-14 tiene 8 neutrones. El isótopo carbono-14 es radiactivo y se puede utilizar para fechar objetos (datación por radiocarbono).

Los isótopos pueden representarse de la siguiente forma, donde A es el número de masa, Z es el número atómico, y X es el símbolo químico:

^A_ZX

Ejemplo:

^12_6C y ^14_6C

Aniones

Un ion es un átomo que ha ganado o perdido uno o más electrones, lo que le da una carga neta. Si un átomo pierde un electrón, se vuelve positivamente cargado y se conoce como catión. Si gana un electrón, se vuelve negativamente cargado y se conoce como anión.

Ejemplo:

Na^+ - Catión de sodio (perdió un electrón)
Cl^- - Anión de cloruro (ganó un electrón)

Conclusión y resumen

Los átomos están compuestos por protones, neutrones y electrones. Comprender estos componentes y su disposición nos ayuda a predecir cómo interactuarán los átomos en reacciones químicas, lo cual es la base de toda la ciencia química. Los protones definen el elemento, los neutrones contribuyen a la masa y estabilizan el núcleo, y los electrones determinan el comportamiento químico del átomo. El estudio de los isótopos y los iones mejora aún más nuestra comprensión de las reacciones e interacciones químicas.


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