Fonaments de l'Estructura Atòmica i Propietats dels Elements

Teories Atòmiques Fonamentals

La primera teoria atòmica fonamentada científicament fou proposada per Dalton. Dalton va suposar que els àtoms eren les partícules més elementals de la matèria i, per tant, no tenien estructura interna.

Descobriment de l'Electró i Model de Thomson

Certs experiments van posar de manifest l'existència de partícules de massa més petita que la dels àtoms i amb una càrrega elèctrica negativa: els electrons. Thomson va proposar un model atòmic que incloïa els electrons.

Model Atòmic de Rutherford

Rutherford va descobrir que la càrrega positiva estava acumulada en un petit volum i separada dels electrons. Segons Rutherford, l'àtom està constituït per un petit nucli central format per les partícules de càrrega positiva, els protons, i una gran zona externa, l'escorça electrònica, on hi ha els electrons que giren al voltant seu.

Conceptes Clau de l'Estructura Atòmica

Nombre Atòmic i Nombre Màssic

El nombre atòmic és el nombre de protons que hi ha en un nucli atòmic.

El nombre màssic és el nombre total de protons i neutrons que hi ha en un nucli atòmic.

Isòtops: Variacions Atòmiques

Els isòtops són els àtoms que tenen en el nucli el mateix nombre de protons, però un nombre diferent de neutrons.

Configuració Electrònica i Electrons de València

Configuració Electrònica

Exemples de subnivells electrònics: 1s2, 2p6, 3d10, 4f14. (Nota: Quan un ió és positiu, s'han de restar electrons de la configuració).

Exemple d'Isòtop: Carboni-13 (13C6)

Per a l'isòtop Carboni-13 (13C6):

• Nombre atòmic: 6
• Nombre màssic: 13
• Protons: 6
• Neutrons: 7 (13 - 6)
• Electrons: 6 (en un àtom neutre)

Electrons de València

Els electrons de valència són els que ocupen el nivell més extern de l'escorça electrònica.

Ions Monoatòmics: Anions i Cations

Un ió monoatòmic és un àtom que ha perdut o ha guanyat electrons de l'escorça electrònica i, en conseqüència, té càrrega elèctrica.

• Anió: Es forma quan un àtom guanya un o més electrons (càrrega negativa).
• Catió: Es forma quan un àtom perd un o més electrons (càrrega positiva).

Recorda: Ió (-) = Anió, Ió (+) = Catió.

Propietats dels Elements Químics

Caràcter Metàl·lic i Propietats dels Metalls

El caràcter metàl·lic es defineix per propietats com la brillantor, la bona conductivitat elèctrica i tèrmica, etc.

Metalls

Els metalls presenten les següents característiques:

• Brillantor característica.
• Mal·leabilitat (fàcil mecanització en làmines fines) i ductilitat (en fils prims).
• Tendència a formar cations.
• Bona conductivitat elèctrica i tèrmica.
• Són sòlids a temperatura ambient i amb punts de fusió alts (excepcions: el gal·li i el mercuri són líquids).
• Densitat generalment alta (excepció: el sodi té una densitat baixa).

No-metalls

Els no-metalls es caracteritzen per:

• La majoria són gasos a temperatura ambient.
• Són mals conductors de l'electricitat i la calor.
• Tendència a formar anions.
• Generalment no presenten brillantor.

Semimetalls

Els semimetalls (o metal·loides) no condueixen el corrent elèctric tan bé com els metalls i presenten característiques intermèdies entre metalls i no-metalls.

Grups Específics d'Elements

Elements Alcalins

Els elements alcalins són molt reactius i tenen 1 electró de valència.

Elements Halògens

Els elements halògens són no-metalls amb 7 electrons de valència.

Gasos Nobles

Els gasos nobles són gasos monoatòmics amb 8 electrons de valència (excepte l'heli, amb 2).