Elementos y compuestos

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In nature, pure substances are classified as either elements that cannot be broken down into simpler substances or compounds made up of two or more elements combined in fixed ratios.

Depending on the type of atom, elements exist either as single atoms or as molecular elements, while compounds can be either molecular or ionic.

Single atoms are the simplest units of atomic elements, such as helium, neon, and krypton.

Molecular elements, on the other hand, contain two or more identical atoms bonded together, forming a molecule as the base unit, like hydrogen or sulfur.

Molecular compounds form when atoms of two or more nonmetallic elements combine by sharing valence electrons through covalent bonds.

For example, water forms through the covalent bonding of one oxygen atom and two hydrogen atoms.

Ionic compounds form when ions of metallic elements combine with ions of one or more nonmetallic elements through electrostatic forces.

For example, in table salt, sodium metal atoms lose their valence electrons and form positively charged cations, while chloride nonmetal atoms gain electrons and form negatively charged anions.

Overview

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Las sustancias puras están formadas por un solo tipo de materia. Una sustancia pura puede ser un elemento o un compuesto. Un elemento está formado por un solo tipo de átomo, mientras que un compuesto está formado por dos o más tipos de átomos unidos por un enlace químico.

Elementos

Los elementos se clasifican en atómicos o moleculares según la naturaleza de sus unidades básicas. Son formas únicas de materia con propiedades químicas y físicas específicas que no pueden descomponerse en sustancias más pequeñas mediante reacciones químicas ordinarias. Hay 118 elementos, pero sólo 98 se producen de forma natural. Los elementos restantes son inestables y requieren que los científicos los sinteticen en laboratorios. Los cuatro elementos comunes a todos los organismos vivos son el oxígeno (O), el carbono (C), el hidrógeno (H) y el nitrógeno (N). En el mundo no vivo, los elementos se encuentran en diferentes proporciones y algunos elementos comunes a los organismos vivos son relativamente raros en la Tierra en su conjunto. Por ejemplo, la atmósfera es rica en nitrógeno y oxígeno pero contiene poco carbono e hidrógeno, mientras que la corteza terrestre tiene poco nitrógeno y carbono, aunque contiene oxígeno y una pequeña cantidad de hidrógeno. A pesar de sus diferencias en abundancia, todos los elementos y las reacciones químicas entre ellos obedecen a las mismas leyes químicas y físicas independientemente de si forman parte del mundo vivo o no vivo.

Compuestos
Los compuestos son sustancias puras compuestas por dos o más elementos en proporciones fijas y definidas. Los compuestos se clasifican en moleculares (covalentes) o iónicos según los enlaces presentes en ellos.

Los compuestos moleculares (o compuestos covalentes) se producen cuando dos o más átomos no metálicos diferentes comparten electrones para formar enlaces covalentes. Las unidades básicas de los compuestos moleculares son moléculas neutras discretas compuestas por diferentes átomos constituyentes. Por ejemplo, el metanol contiene moléculas de CH₃OH como unidades básicas, que constan de un átomo de carbono, un átomo de oxígeno y cuatro átomos de hidrógeno, todos ellos conectados covalentemente.

Un compuesto que contiene iones y se mantiene unido mediante enlaces iónicos se llama compuesto iónico. Cuando un elemento compuesto de átomos que pierden electrones fácilmente (un metal) reacciona con un elemento compuesto de átomos que ganan electrones fácilmente (un no metal), generalmente ocurre una transferencia de electrones, produciendo iones. El compuesto formado por esta transferencia se estabiliza mediante las atracciones electrostáticas (enlaces iónicos) entre los iones de carga opuesta presentes en el compuesto. Por ejemplo, cuando cada átomo de sodio cede un electrón para formar un catión de sodio (Na⁺) y cada átomo de cloro acepta un electrón para formar un anión cloruro (Cl⁻), el compuesto resultante NaCl está compuesto de iones sodio e iones cloruro en la proporción de un ion Na⁺ por cada ion Cl⁻.

Este texto está adaptado de Openstax, Biology 2e, Section 2.1: Atoms, Isotopes, Ions and Molecules: The Building Blocks y Openstax, Chemistry 2e, Section 2.6: Molecular and Ionic Compounds.

Referencias

Clark, M. A., Douglas, M., Choi, J. Section 2.1: Atoms, Isotopes, Ions and Molecules: The Building Blocks. In Biology 2e. OpenStax. Houston, TX (2018).
Clark, M. A., Douglas, M., Choi, J. Section 2.6: Molecular and Ionic Compounds. In Chemistry 2e. OpenStax. Houston, TX (2018).