ELEMENTOS QUIMICOS

Toda la materia está formada a partir de una unidades elementales que existen en un número limitado. Estas unidades no pueden ser divididas en partes más sencillas mediante los métodos físicos o químicos usuales. En la naturaleza existen alrededor de 92 elementos químicos, aunque los físicos han creado 24 elementos más mediante procesos que implican reacciones nucleares. Los elementos químicos fueron clasificados por primera vez por Mendeleiev siguiendo unas pautas determinadas.

Los elementos se representan por una o dos letras, derivadas de sus nombres, por ejemplo:


O del Oxígeno
C del carbono
K del Kalium, potasio en latín
Na
del Natrium (sodio)
.

El organismo humano contiene sólo 26 de los 92 elementos naturales. El oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno representan el 96%. Otro 3.9% está constituído por nueve elementos: calcio, fósforo, potasio, magnesio, sodio, cloro, azufre, hierro y yodo. Finalmente, 13 elementos más, llamados oligoelementos constituyen el 0.1% de la masa corporal.

ESTRUCTURA DEL ATOMO

Los elementos están compuestos de átomos que las unidades de materia más pequeñas que intervienen en los procesos químicos. Un elemento es, simplemente, una cierta cantidad de materia constituída por átomos. Los átomos son extraordinariamente pequeños: el diámetro del átomo de hidrógeno es de 0.00000001 cm.

Los átomos están constituídos por tres tipos de partículas subatómicas:

1.  Protones (p+) : se encuentran en el núcleo del átomo y tienen una carga eléctrica positiva 2.  Neutrones (n) : son partículas neutras que también se encuentran en el núcleo
3.  Electrones (e-): son partículas cargadas negativamente que se mueven en unas órbitas circulares
                               alrededor del núcleo.

Los neutrones y los protones se encuentran el núcleo y ocupan la el 99.9% de la masa (peso) del átomo, mientras que los neutrones que se encuentran orbitando tienen  poca masa.
Se dice que aunque el nucleo contiene casi toda la masa del átomo, ocupa un tamaño relativamente pequeño con respecto al tamaño del átomo, "sí el átomo fuera del tamaño de un balón de foot ball, el núcleo tendría un tamaño como el de la siguiente letra O" .

En un átomo, el número de protones es igual al número de electrones de tal forma que el átomo es eléctricamente neutro.

La unidad estándar para medir la masa de los átomos es el Dalton (también llamado Unidad de masa atómica). Un neutrón tiene una masa de 1.008 Daltons y un protón una masa de 1.007 Daltons. Por su parte, un electrón tiene una masa de 0.0005 Daltons (2 000 veces menos que el protón o el neutrón). La suma de las masas de todas las partículas subatómicas constituye el Peso o Masa Atómicos. La siguiente tabla resume la masa real , lamasa exacta en Daltons (uma) y la masa redondeada de las tres partículas atómicas importantes.
 
 

Partícula y Carga

Masa (gramos)

Masa real (uma)

Masa (uma)

    Protón  p (+)

1.673 X 10-24

1.0073

1

    Neutrón  n  neutra

1.675 X 10 -24

1.0087

1

    Electrón  e  (-)

9.1 X 10-28

0.0005

0

 

¿ Cuál es la proporción de partículas en el átomo ?

En un átomo, el número de protones es igual al número de electrones de tal forma que el átomo es eléctricamente neutro.
Por ejemplo el átomo de Oxígeno de número átomico 8 (Z = 8) , significa que tiene 8 protones y 8 electrones.
Los elementos químicos difieren en el número de protones (del número atómico) . El átomo más sencillo, el Hidrógeno tiene un protón; el átomo siguiente, el Helio tiene 2 protones; el Carbono tiene 6 y así sucesivamente. El número de protones que contiene cada átomo se llama Número Atómico

La cantidad de neutrones en un átomo se calcula por la diferencia entre la Masa Atómica(M) y el Número Atómico (Z), por ejemplo el Sodio (Na) de Z = 11 y M = 23 , tiene 11 protones, 11 electrones y 12 neutrones.

ISOTOPOS
Puede ocurrir que átomos con un número especificado de protones tengan diferente número de neutrones. Estamos entonces en presencia de Isótopos, que pueden ser estables o inestables. En este último caso, se desintegran espontáneamente emitiendo una radiación (gamma o de partículas alfa o beta) y entonces se llaman isótopos radioactivos.
La destrucción de un radioisótopo puede ser muy lenta (miles de años) o rapidísima (fracciones de segundo). Se llama semi-vida de un radioisótopo el tiempo requerido para su radioactividad inicial se reduzca a la mitad.

Los isótopos son muy utilizados en Medicina, ya que al poseer las mismas propiedades químicas que sus correspondientes elementos, pueden sustituir a estos en los procesos químicos. De esta forman actúan como marcadores y las moléculas con radioisótopos incorporados pueden seguirse fácilmente. Por ejemplo, la utilización de un aminoácido marcado con 14-C permite detectar como, cuando y donde se incorpora dicho aminoácido a una cadena polipeptídica en crecimiento. Algunos isótopos frecuentemente utilizados en Medicina y Biología son:

Deuterio: derivado del hidrógeno con 1 neutrón Tritio: derivado del hidrógeno con 2 neutrones 14-C: carbono con 2 neutrones de más que el carbono normal 131-I: yodo radioactivo 201-Th: talio radioactivo, etc

Obsérvese que el Hidrógeno, Deuterio y Tritio, con un único protón, tiene el mismo Número Atómico = 1; por el contrario, su Masa Atómica es 1, 2 y 3, respectivamente.