ATOMOS Y MOLÉCULAS

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LOS ATÁTOMOS Y MOLÉCULAS 
Los átomos son las unidades más pequeñas de la materia que todavía retienen las propiedades químicas fundamentales de un elemento. Los átomos se pueden combinar con otros átomos para formar compuestos. Un compuesto es un grupo definido de átomos unidos por enlaces químicos. Los compuestos se pueden clasificar como iónicos o covalentes. Los moléculas son la unidad más simple de un compuesto covalente, y las moléculas se pueden representar de muchas maneras diferentes. ¹
Los átomos se componen de un núcleo y uno o más electrones unidos al núcleo. El núcleo está compuesto de uno o más protones y típicamente un número similar de neutrones. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones no tienen carga eléctrica. ²
Las moléculas se pueden clasificar en:
- Moléculas discretas: constituidas por un número bien definido de átomos, sean estos del mismo elemento (moléculas homonucleares, como el dinitrógeno o el fullereno) o de elementos distintos (moléculas heteronucleares, como el agua).
- Moléculas extendidas: constituidas por un número indeterminado de átomos, que forman estructuras periódicas tridimensionales, como los cristales iónicos (como el cloruro de sodio) o los cristales covalentes (como el diamante). ³
Las moléculas se pueden dividir según el tipo de enlace que las une:
- Enlace covalente: se forma cuando dos átomos comparten pares de electrones, como en el caso del agua (H _2 O) o el metano (CH _4).
- Enlace iónico: se forma cuando los electrones se transfieren completamente entre dos átomos por lo que se forman iones, como en el caso del cloruro de sodio (NaCl) o el sulfato de cobre (CuSO _4).
- Enlace metálico: se forma cuando los electrones se deslocalizan entre los átomos de un metal, como en el caso del hierro (Fe) o el oro (Au). ⁴
Los nombres científicos de las moléculas dependen de la nomenclatura que se utilice para nombrar los compuestos químicos. Existen diferentes sistemas de nomenclatura, como el sistema tradicional, el sistema stock o el sistema IUPAC. Por ejemplo, la molécula formada por dos átomos de oxígeno se puede llamar oxígeno (sistema tradicional), óxido de dioxígeno (sistema stock) o dioxígeno (sistema IUPAC). ⁴.
Los átomos fueron descubiertos por un proceso de investigación sobre la naturaleza de los elementos de la naturaleza. Algunos de los científicos que contribuyeron al descubrimiento de los átomos fueron:
- Demócrito, un filósofo griego, fue el primero en hablar del átomo como partículas sólidas, indivisibles e invisibles al ojo humano. Por eso, muchos lo consideran la persona que descubrió el átomo de forma teórica. 
- John Dalton, un químico y físico inglés del siglo XVIII, es acreditado por la ciencia moderna con el desarrollo de la teoría atómica. Dalton demostró la existencia del átomo con experimentos y propuso que todos los átomos del mismo elemento tienen idénticas masas y propiedades físicas. ²
- J.J. Thomson, un físico británico del siglo XIX, descubrió el electrón y creó el primer modelo de un átomo. Thomson realizó experimentos con tubos de rayos catódicos y mostró que todos los átomos contienen pequeñas partículas subatómicas con carga negativa, llamadas electrones. Su modelo del budín de pasas consiste en electrones con carga negativa dentro de un \”budín\” con carga positiva. ¹ 
- Ernest Rutherford, un físico neozelandés del siglo XX, descubrió el núcleo del átomo y los protones con carga positiva. Rutherford realizó el experimento de la lámina de oro y mostró que el átomo es en su mayoría espacio vacío con un pequeño y denso núcleo con carga positiva. Basado en estos resultados, Rutherford propuso el modelo nuclear del átomos
Las moléculas polares y no polares son dos tipos de moléculas que se diferencian por la distribución de sus cargas eléctricas. 
Las moléculas polares se producen cuando hay una diferencia de electronegatividad entre los átomos unidos. La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer los electrones compartidos en un enlace covalente. Cuando los átomos tienen diferentes electronegatividades, los electrones se desplazan hacia el átomo más electronegativo, creando una región con carga negativa parcial (δ−) y dejando una región con carga positiva parcial (δ+) en el otro átomo. Esto hace que la molécula tenga dos polos opuestos, como un imán, y se llama dipolo. ¹
Las moléculas no polares se producen cuando los electrones se comparten por igual entre los átomos de una molécula diatómica o cuando los enlaces polares en una molécula más grande se cancelan entre sí. Esto ocurre cuando los átomos tienen la misma o muy similar electronegatividad, por lo que no hay desplazamiento de electrones hacia ningún lado. Esto hace que la molécula tenga una distribución uniforme de cargas eléctricas, sin regiones parciales positivas o negativas. ¹
La polaridad de una molécula afecta sus propiedades físicas y químicas, como su solubilidad, su punto de fusión y ebullición, y su interacción con otras moléculas. Por ejemplo, las moléculas polares tienden a disolverse bien en agua y otros solventes polares, debido a que pueden formar puentes de hidrógeno u otras fuerzas intermoleculares con las moléculas del solvente. Las moléculas no polares tienden a disolverse bien en disolventes no polares, que con frecuencia son disolventes orgánicos, debido a que solo pueden formar fuerzas de dispersión débiles con las moléculas del solvente. ²
Algunos ejemplos de moléculas polares son:
- El agua (H _2 O), que tiene dos enlaces polares O-H y una geometría angular que hace que la molécula tenga un polo positivo en el átomo de oxígeno y un polo negativo en los átomos de hidrógeno.
- El amoníaco (NH _3), que tiene tres enlaces polares N-H y una geometría piramidal trigonal que hace que la molécula tenga un polo positivo en el átomo de nitrógeno y un polo negativo en los átomos de hidrógeno.
- El ácido acético (CH _3 COOH), que tiene dos grupos funcionales polares: el grupo carboxilo (COOH) y el grupo metilo (CH _3). El grupo carboxilo tiene un enlace polar C=O y un enlace polar O-H, mientras que el grupo metilo tiene tres enlaces polares C-H. La geometría de la molécula hace que tenga un polo positivo en el carbono del grupo metilo y un polo negativo en el oxígeno del grupo carboxilo. ³
Algunos ejemplos de moléculas no polares son:
- El dióxido de carbono (CO _2), que tiene dos enlaces polares C=O pero una geometría lineal que hace que los momentos dipolares se cancelen entre sí, resultando en una molécula no polar.
- El metano (CH _4), que tiene cuatro enlaces polares C-H pero una geometría tetraédrica que hace que los momentos dipolares se cancelen entre sí, resultando en una molécula no polar.
- El hexano (C _6 H _14), que es un hidrocarburo alifático formado por seis átomos de carbono unidos por enlaces simples y catorce átomos de hidrógeno. Todos los enlaces C-C y C-H son prácticamente no polares, debido a la pequeña diferencia de electronegatividad entre el carbono y el hidrógeno. La geometría de la molécula hace que no haya regiones con cargas parciales, resultando en una molécula no polar. ⁴
El modelo atómico actual es el que está basado en los principios de la mecánica cuántica, la rama de la física que estudia el comportamiento de las partículas subatómicas. Este modelo supera las limitaciones de los modelos anteriores, como el de Rutherford o el de Bohr, que trataban al átomo como un sistema clásico similar al sistema solar. ¹
En el modelo atómico actual, los electrones ya no se describen como partículas puntuales que siguen una órbita determinada alrededor del núcleo, sino como distribuciones de probabilidad a través de lo que se conoce como orbitales. Los orbitales son regiones del espacio donde hay una mayor probabilidad de encontrar al electrón en un momento dado. Los orbitales tienen diferentes formas y tamaños, dependiendo del nivel de energía y del momento angular del electrón. ²
El modelo atómico actual se basa en la ecuaciónde Schrödinger, que es una ecuación diferencial que describe la evolución temporal de la función de onda del electrón. La función de onda es una expresión matemática que contiene toda la información posible sobre el estado cuántico del electrón. El cuadrado de la función de onda es proporcional a la densidad de probabilidad de encontrar al electrón en una posición dada. ³
El modelo atómico actual también incorpora el principio de exclusión de Pauli, que establece que dos electrones no pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo. Esto implica que los electrones se distribuyen en capas o niveles energéticos, y dentro de cada nivel en subniveles o subcapas, según su número cuántico principal (n), su número cuántico azimutal (l), su número cuántico magnético (m) y su número cuántico de espín (s). Cada orbital está definido por los tres primeros números cuánticos y puede albergar como máximo dos electrones con espines opuestos. ⁴
El modelo atómico actual es el más aceptado y utilizado en la química y la física modernas, ya que permite explicar y predecir con precisión las propiedades y el comportamiento de los átomos y las moléculas. Sin embargo, no es el único modelo posible ni el definitivo, ya que existen teorías más avanzadas que incorporan aspectos relativistas o cuánticos de campos, como el modelo de Dirac-Jordan o el modelo estándar. Estos modelos son más complejos y solo son necesarios para describir fenómenos extremos, como la creación y aniquilación de partículas o las interacciones entre las cuatro fuerzas fundamentales.
El modelo atómico se relaciona con la tabla periódica de los elementos de varias maneras. La tabla periódica es una forma de organizar los elementos químicos según sus propiedades físicas y químicas, que dependen en gran medida de su estructura atómica. Algunas de las relaciones entre el modelo atómico y la tabla periódica son:
- Los elementos en la tabla periódica se ordenan de acuerdo con su número atómico, que es el número de protones que tiene el núcleo de cada átomo. El número atómico también determina el número de electrones que tiene un átomo neutro, ya que debe ser igual al número de protones para mantener la neutralidad eléctrica. ¹
- Los elementos en la tabla periódica se agrupan en columnas llamadas grupos o familias, que comparten ciertas propiedades químicas y reactividad. Esto se debe a que los elementos de un mismo grupo tienen la misma configuración electrónica en su capa más externa o capa de valencia, que es la que participa en los enlaces químicos con otros átomos. Por ejemplo, el grupo 1 está formado por los metales alcalinos, que tienen un solo electrón de valencia y son muy reactivos. ²
- Los elementos en la tabla periódica se distribuyen en filas llamadas periodos, que indican el nivel energético principal o capa principal que ocupa el último electrón añadido al átomo. A medida que aumenta el número atómico, los electrones se van llenando en diferentes niveles energéticos y subniveles, siguiendo el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund. Por ejemplo, el periodo 1 está formado por el hidrógeno y el helio, que tienen sus electrones en el nivel 1. ³
- Los elementos en la tabla periódica se clasifican en cuatro bloques según el subnivel o subcapa donde se ubica el último electrón añadido al átomo: s, p, d o f. Estos bloques corresponden a las formas y orientaciones de los orbitales donde se distribuyen los electrones según la ecuación de Schrödinger. Por ejemplo, el bloque s está formado por los grupos 1 y 2 y el helio, que tienen su último electrón en un orbital s, que tiene forma esférica. ⁴
El modelo atómico se relaciona con los enlaces químicos porque explica cómo se unen los átomos para formar moléculas o compuestos. Los enlaces químicos son el resultado de las interacciones entre los electrones de los átomos, que son las partículas subatómicas responsables de la reactividad química. Según el modelo atómico actual, los electrones se distribuyen en diferentes niveles y subniveles de energía alrededor del núcleo, y los que se encuentran en la capa más externa o capa de valencia son los que participan en los enlaces químicos. ¹
Los enlaces químicos pueden ser de diferentes tipos según la forma en que los átomos comparten o transfieren sus electrones de valencia. Los principales tipos de enlaces químicos son:
- Enlace covalente: se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones, formando una molécula. Este tipo de enlace se da entre átomos con electronegatividades similares, es decir, con tendencias parecidas a atraer los electrones compartidos. Por ejemplo, el oxígeno (O _2) forma un enlace covalente doble al compartir dos pares de electrones con otro átomo de oxígeno. ²
- Enlace iónico: se forma cuando un átomo cede uno o más electrones a otro átomo, formando iones con cargas opuestas que se atraen electrostáticamente, formando un compuesto. Este tipo de enlace se da entre átomos con electronegatividades muy diferentes, es decir, con tendencias opuestas a atraer o ceder los electrones. Por ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) forma un enlace iónico al transferir un electrón del sodio (Na) al cloro (Cl), formando el catión Na ^+ y el anión Cl ^-. ³
- Enlace metálico: se forma cuando los átomos de un metal ceden sus electrones de valencia a una nube o mar de electrones deslocalizados que rodea a los núcleos metálicos, formando una red cristalina. Este tipo de enlace se da entre átomos con baja electronegatividad, es decir, con tendencia a ceder los electrones. Por ejemplo, el hierro (Fe) forma un enlace metálico al ceder sus electrones de valencia al mar de electrones que mantiene unidos a los núcleos de hierro. ⁴
La diferencia entre una molécula y un compuesto es que una molécula es un conjunto de átomos unidos por enlaces covalentes, mientras que un compuesto es una sustancia formada por átomos de elementos diferentes. ¹
Una molécula puede estar formada por átomos del mismo elemento o de elementos distintos. Por ejemplo, el oxígeno (O _2) y el agua (H _2 O) son moléculas, pero solo el agua es un compuesto, porque tiene átomos de hidrógeno y oxígeno. ²
Un compuesto siempre está formado por moléculas, pero no todas las moléculas son compuestos. Por ejemplo, el ozono (O _3) es una molécula, pero no es un compuesto, porque tiene solo átomos de oxígeno. ³
Los compuestos tienen propiedades físicas y químicas diferentes a las de los elementos que los forman. Por ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) es un compuesto formado por sodio (Na) y cloro (Cl), que son metales y gases muy reactivos, respectivamente, pero el cloruro de sodio es una sal sólida e inerte. ⁴.
Los compuestos químicos se pueden clasificar según diferentes criterios, como el número de elementos que los forman, el tipo de enlace que los une o la naturaleza de su composición. Algunas formas de clasificar los compuestos químicos son:
- Según el número de elementos que los forman, se pueden clasificar en:
 - Compuestos binarios: formados por dos elementos, como el cloruro de sodio (NaCl) o el agua (H _2 O).
 - Compuestos ternarios: formados por tres elementos, como el ácido sulfúrico (H _2 SO _4) o el hidróxido de sodio (NaOH).
 - Compuestos cuaternarios: formados por cuatro elementos, como el fosfato de sodio (Na _3 PO _4) o el carbonato de amonio ((NH _4) _2 CO _3). ¹
- Según el tipo de enlace que los une, se pueden clasificar en:
 - Compuestos covalentes: formados por átomos unidos por enlaces covalentes, que consisten en la compartición de electrones. Por ejemplo, el metano (CH _4) o el dióxido de carbono (CO _2).
 - Compuestos iónicos: formados por iones unidos por enlaces iónicos, que consisten en la atracción electrostática entre cargas opuestas. Por ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) o el sulfato de cobre (CuSO _4).
 - Compuestos metálicos: formados por átomos metálicos unidos por enlaces metálicos, que consisten en la deslocalización de electrones entre los núcleos. Por ejemplo, el hierro (Fe) o el oro (Au).
 - Compuestoscomplejos: formados por átomos unidos por enlaces covalentes coordinados, que consisten en la donación de un par de electrones por parte de un átomo a otro. Por ejemplo, el amoníaco (NH _3) o el hexacianoferrato(II) de potasio (K _4 [Fe(CN) _6]). ²
- Según la naturaleza de su composición, se pueden clasificar en:
 - Compuestos orgánicos: formados por átomos que contienen carbono, y que suelen estar relacionados con la química de la vida. Por ejemplo, la glucosa (C _6 H _12 O _6) o la adrenalina (C _9 H _13 NO _3).
 - Compuestos inorgánicos: formados por átomos que no contienen carbono, o que lo contienen en una forma muy simple. Por ejemplo, el agua (H _2 O) o el monóxido de carbono (CO). 
(1) https://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_qu%C3%ADmico#:~:text=Hay%20cuatro%20tipos%20de%20compuestos%2C%20dependiendo%20de%20c%C3%B3mo,que%20mantienen%20unidos%20por%20enlaces%20covalentes%20coordinados%20.. https://bing.com/search?q=c%c3%b3mo+se+clasifican+los+compuestos+qu%c3%admicos.
(2) Clasificación de los Compuestos | Química - ULP. http://contenidosdigitales.ulp.edu.ar/exe/quimica/clasificacin_de_los_compuestos.html.
(3) Compuesto Químico - Concepto, clasificación, elementos y ejemplos. https://concepto.de/compuesto-quimico/.
(4) ¿Cómo se clasifican los compuestos químicos? - Brainly.lat. https://brainly.lat/tarea/27628196.
(1) https://www.greelane.com/es/ciencia-tecnología-matemáticas/ciencia/difference-between-molecule-and-compound-608511#:~:text=Aprenda%20la%20diferencia%20entre%20una%20mol%C3%A9cula%20y%20un,que%20forman%20la%20mol%C3%A9cula%20son%20diferentes%20entre%20s%C3%AD.. https://bing.com/search?q=diferencia+entre+una+mol%c3%a9cula+y+un+compuesto.
(2) ¿Cuál es la diferencia entre una molécula y un compuesto?. https://www.yubrain.com/ciencia/quimica/diferencia-entre-una-molecula-y-un-compuesto/.
(3) Diferencias entre molécula y compuesto – Diferencias y similitudes. https://www.diferenciador.net/molecula-compuesto/.
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(3) Enlace químico: qué es, definición, tipos, cómo se forman, ejemplos. https://www.lifeder.com/enlace-quimico/.
(4) Enlace Químico ≫ Qué es, características y funciones – ConceptoABC. https://conceptoabc.com/enlace-quimico/.
(1) ¿que relación tiene el átomo con la tabla periódica? - Brainly.lat. https://brainly.lat/tarea/54740256.
(2) Modelos atómico y tabla periódica de los elementos - ORT. https://campus.ort.edu.ar/secundaria/almagro/fisica/articulo/1379866/modelos-atomico-y-tabla-periodica-de-los-elementos.
(3) La tabla periódica, capas de electrones y orbitales - Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:atomic-structure-and-properties/x2eef969c74e0d802:atomic-structure-and-electron-configuration/a/the-periodic-table-electron-shells-and-orbitals-article.
(4) Relación entre la estructura atómica y la tabla periódica. https://www.abc.com.py/articulos/relacion-entre-la-estructura-atomica-y-la-tabla-periodica-906137.html.
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(1) Modelo atómico actual: características, postulados y científicos …. https://www.lifeder.com/modelo-atomico-actual/.
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(3) Modelo Atómico Actual | Modelos Atomicos. https://modeloatomico.win/modelo-atomico-actual/.
(4) Modelo Atómico Actual | Aprende todo sobre los átomos – abdatum. https://abdatum.com/ciencia/modelo-atomico-actual.
(1) Moléculas polares y apolares: toda la materia. https://definicionesyconceptos.com/moleculas-polares-y-apolares-toda-la-materia/.
(2) 4.12: Formas y propiedades- Moléculas polares y no polares. https://bing.com/search?q=qu%c3%a9+son+las+mol%c3%a9culas+polares+y+no+polares.
(3) Moleculas polares y no polares – Nucleo Visual ️. https://nucleovisual.com/moleculas-polares-y-no-polares/.
(4) Ejemplos de moléculas polares y no polares – Ciencia de Hoy. https://cienciadehoy.com/ejemplos-de-moleculas-polares-y-no-polares/.
(5) Definición y ejemplos de moléculas no polares – Ciencia de Hoy. https://cienciadehoy.com/definicion-y-ejemplos-de-moleculas-no-polares/.
(1) El descubrimiento del electrón y del núcleo – Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/electronic-structure-of-atoms-ap/history-of-atomic-structure-ap/a/discovery-of-the-electron-and-nucleus.
(2) Átomo y Quién Descubrió el Átomo – Areaciencias. https://www.areaciencias.com/descubrimiento-ciencias/descubrimiento-del-atomo/.
(3) Átomo – Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo.
(4) Si los átomos no se pueden ver, ¿cómo se descubrieron?. https://www.gobetech.com/22721/si-los-atomos-no-se-pueden-ver-como-se-descubrieron.html.
(1) Moléculas y compuestos (artículo) | Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/atoms-compounds-ions-ap/compounds-and-ions-ap/a/paul-article-2.
(2) Átomo - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo.
(3) Molécula - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula.
(4) Cuál es la diferencia entre átomo y molécula - Mundo Deportivo. https://www.mundodeportivo.com/uncomo/educacion/articulo/cual-es-la-diferencia-entre-atomo-y-molecula-44256.html.
(5) Getty Images. https://www.gettyimages.com/detail/photo/abstract-technology-circles-with-global-connection-royalty-free-image/995595516.