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La Materia y sus Interacciones Carlos Humberto Escobar López  CORTE 1 CORTE 2 CORTE 3 - Sustancias puras - Ley de la conservación de la - Modelo atómico de Bohr - Tabla periódica materia...

La Materia y sus Interacciones Carlos Humberto Escobar López  CORTE 1 CORTE 2 CORTE 3 - Sustancias puras - Ley de la conservación de la - Modelo atómico de Bohr - Tabla periódica materia de la energía - Tipos de enlace químico - Mezclas - Teoría atómica de Dalton - Impacto de los materiales - Propiedades físicas y químicas de - Reacciones químicas sintéticos de la sociedad la materia - Temperatura y calor - Micro y nanomateriales - Modelo de partícula - Sistemas termodinámicos - Estados de agregación de la - Enlace químico materia - Equilibrio térmico de la tierra - Cambios físicos de la materia. - Efecto invernadero  ¿Qué es la materia? La materia es todo aquello que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio y es susceptible a cambios en el tiempo. La materia es todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír, o saborear, es decir, todo lo que podemos percibir con nuestros sentidos. Todos los cuerpos están integrados por materia, y están delimitados por fronteras definidas. Las propiedades de la materia se dividen en dos: generales, como la masa, carga eléctrica, temperatura y volumen; y características, como densidad, color, dureza, viscosidad, punto de fusión, conductibilidad, elasticidad, etc. Las características son las que distinguen un tipo de materia de otra. Todos los cuerpos están formados por materia, cualquiera que sea su tamaño, forma o estado. Según su composición se clasifica en: sustancias puras y mezlcas. - Las mezclas son combinaciones - Composición definida y constante de diversas sustancias puras. por dos o más elementos. - Su composición es variable. - Se clasifican en elementos y - Sus componentes se pueden compuestos. separar mediante métodos físicos. - Se clasifican en homogéneas y heterogeneas.  Todos los cuerpos tienen masa, ya que están compuestos de materia. El instrumento de medida es la Balanza y su unidad de medida son los “Kilogramos (Kg)”. Todos los cuerpos tienen peso, ya que son atraídos a la tierra por la fuerza de gravedad. El instrumento de medida es el Dinamómetro y su unidad de medida son los “Newtons (N)” ¿Cómo se calcula el peso? Ejemplos de aceleraciones gravitatorias (m/𝑺𝟐 ) Asteroide Vesta ……………………………. 0.3 Luna …………………………………………. 1.6 Marte ………………………………………… 3.7 Tierra ………………………………………… 9.8 Jupiter ………………………………………. 26 Sol …………………………………………… 270 Agujero negro ……………………………... 𝟏𝟎𝟓𝟐  Resuelve los siguientes ejercicios 1. Una pelota posee una masa de 6 kg. a. ¿Cambia su masa si la pelota está en la Tierra o en la Luna? b. Calcula su peso en la tierra. c. Calcula su peso en la Luna. 2. Una astronauta tiene una masa de 85 kg. Calcula su peso en la luna. 3. Calcula el peso de una persona en la tierra que su masa es de 65 kg 4. ¿Qué masa tiene una persona de 65 N de peso en la tierra: 5. Si la gravedad de la Luna es de 1,62 m/s ², calcula el peso de una persona en ella, que en la Tierra es de 80 N. 6. ¿Qué aceleración tiene un cuerpo que tiene una masa de 40 kg, y un peso de 50 N?. 7. Un peso de 85 N en un objeto de 45 gramos de masa. Determine el valor dela aceleración (m/𝑠 2 )  Volumen Es la cantidad de espacio que ocupa un objeto. Este espacio impenetrable. Por ejemplo: Al empapar una esponja, el líquido se ubica entre los poros de esta. Lo mismo ocurre en las rocas porosas que contienen petróleo. Se representa en mililitros (ml) o centrímetros cúbicos (𝑚3 ) 1 𝑐𝑚3 = 1,000 𝑚𝑚3 1 𝑚3 = 1,000,000 𝑐𝑚3 1 𝑐𝑚3 = 1 ml Ejercicios: Convierte a centímetros cúbicos las siguientes cantidades de volumen: a. 52 𝑚𝑚3 = 0.052 𝒄𝒎𝟑 b. 92 𝑚3 92,000,000 𝒄𝒎𝟑 c. 52 𝑚𝑙 3 52 𝒎𝒍𝟑  Temperatura ¿Cuál es la diferencia entre temperatura y calor? Es una magnitud o medida por la cual se expresa la cantidad de calor o energía térmica que hay en un cuerpo. Todos los cuerpos están formados por átomos, estos se organizan en moléculas para darle estructura a la materia que se encuentran en un movimiento vibratorio constante. La suma de estos movimientos es lo que se conoce como energía térmica o calórica. La temperatura se expresa en tres escalas: Celsius, Kelvin y Fahrenheit. - Celsius: fija el grado de congelación del agua en 0° y de ebullición en 100°. - Fahrenheit: el punto de congelación del agua se sitúa en 32° y de ebullición en 212°. - Kelvin: Esta escala no se ocupa para mediciones de la vida cotidiana, fue creada con fines de investigación científica e ingeniería. El “cero absoluto” es la temperatura de referencia, que equivale a 273.15 °C  Fórmulas de conversión Celsius: Fahrenheit: Kelvin: F= (°C x 1.8) + 32 C= (°F – 32) / 1.8 C= °K – 273.15 K= °C + 273.15 K= 5/9 (°F – 32) + 273.15 F= (°K * 1.8) – 459.67 Ejemplo 1: Convertir 100°F a grados centígrados: Ejemplo 4: Convertir 50 grados Kelvin a grados Centígrados Ejemplo 2: Convertir 100°C a grados Fahrenheit Ejemplo 5: Convertir 3000°F a Kelvin Ejemplo 3: Convertir -90°C a Kelvin  Fórmulas de conversión Celsius: Fahrenheit: Kelvin: F= (°C x 1.8) + 32 C= (°F – 32) / 1.8 C= °K – 273.15 K= °C + 273.15 K= 5/9 (°F – 32) + 273.15 F= (°K * 1.8) – 459.67 Ejemplo 6: Convertir 50°F a grados centígrados: Ejemplo 9: Convertir 200 grados Kelvin a grados Centígrados Ejemplo 7: Convertir 50°C a grados Fahrenheit Ejemplo 10: Convertir 300°F a Kelvin Ejemplo 8: Convertir 100°C a Kelvin  - Propiedades de la matera - Características - Densidad Es una magnitud física en la que se relacionan la masa de un cuerpo con el espacio en el que se encuentra. Es decir, cuanta masa hay en un volumen determinado, se expresa con la siguiente fórmula: d= m (g) / v (ml ó 𝑐𝑚3 ) El Kg/ 𝑚3 ó g/ 𝑐𝑚3 es su unidad de medida. La densidad de un objeto presenta cambios con la variación de temperatura y presión. La densidad del agua, que es el fluido universal, es de 1,000 kg/ 𝑚3 o de 1 g/ 𝑐𝑚3 a 25°. Los materiales con menor densidad son los gases  Ejercicios 1. ¿Cuál es la densidad de un material, si 30 cm3 tiene una masa de 600 g? 2. La densidad del agua es de 1.0 g/cm3 ¿Qué volumen ocupara una masa de 3000 g? 3. Un trozo de material tiene un volumen de 2 cm3 si su densidad es igual 2.7 gr/cm3 ¿Cuál es su masa? 4. La densidad del ácido sulfúrico de una batería de automóviles es 1.41 g/mil. Calcule la masa de 242 ml del líquido. 5. Un cubo sólido mide 6.00 cm en cada lado y tiene una masa de 0.583 kg. ¿Cuál es su densidad en g/cm3? 6.- Se tiene un trozo de metal que para saber si es plata pura primero se pesa obteniéndose una masa de 420 g, después se sumerge en una probeta que tiene agua. Al sumergir el trozo del metal en la probeta, el nivel del agua cambia de 110 ml a 150 ml. ¿Cuál es la densidad del metal? 7.- Calcula la densidad del hierro, si 393 g ocupan un volumen de 50 ml. 8.- Calcula la densidad de un cuerpo de masa 100 g y volumen 20 cm3. 9.- La densidad del aceite es 0,9 g/cm3. ¿Qué masa en gramos tiene un litro de aceite?  Color La interacción de la luz con los objetos depende siempre de las propiedades físico-químicas del objeto iluminado, así como de la orientación geométrica con que la luz lo impacte. Así, algunos objetos absorben la energía lumínica y otros la reflejan parcialmente, lo cual determina la aparición de los colores. El Color es el aspecto de los cuerpos que es causado por diferentes cualidades de la luz mientras es reflejada o emitida por ella. Cuando la luz brilla o se refleja en un objeto, algunos colores rebotan del objeto y otros son absorbidos por el mismo. Cada color corresponde a un rango específico de longitudes de onda; a mayor longitud de onda, menor cantidad de energía. Dentro del espectro visible, la luz presenta diversos niveles de energía: desde 380 hasta 780 nanómetros. Ni el ultravioleta ni el infrarrojo pueden ser percibidos por el ojo humano, pero sí por ciertos animales. Por ejemplo, las abejas y otros insectos pueden ver la luz ultravioleta, y algunas serpientes son capaces de detectar la luz infrarroja. También existen aparatos especializados para detectar las luces ultravioleta e infrarroja, lo cual es de vital importancia para disciplinas como la astrofísica, la meteorología, la geología, la medicina o la biología.  Dureza La dureza es una propiedad de la materia que mide la resistencia de un material a ser rayado, penetrado o deformado. Se relaciona con las propiedades elásticas y plásticas del material, y cuanto más duro sea, más resistente será a ser roto o deformación. Para determinar la dureza de un material se pueden realizar pruebas de dureza, que miden la profundidad de penetración o el tamaño de la impresión que deja un penetrador en el material. Entre las escalas de dureza más comunes se encuentran Rockwell, Vickers, Shore y Brinell. La dureza se expresa como KgF (kilográmos Fuerza) y se calcula mediante la siguiente fórmula: D= F (fuerza) / sH (superficie de huella dejada)  Viscosidad La viscosidad es una propiedad fundamental de los fluidos, ya sean líquidos o gases. La viscosidad de un fluido se refiere a la resistencia que presentan las sustancias para fluir y sufrir deformaciones. Cuando aplicas una fuerza a un fluido, las partículas que lo forman generan cierta fricción interna para resistir el flujo. A mayor fricción, mayor fuerza se tendrá que hacer para conseguir que el fluido se mueva. Esta fuerza se conoce como cizallamiento. La viscosidad de un fluido se ve influenciada por diversos factores: ° Temperatura del fluido: por regla general, ante una mayor temperatura la viscosidad de los líquidos disminuye, mientras que la de los gases aumenta. ° Condiciones de flujo: para flujo laminar, la viscosidad del líquido permanece constante, pero cambia para flujo turbulento. ° Presión: sobre todo es relevante para la viscosidad de los gases, que suele aumentar ante un aumento de la presión. No obstante, no tiene mucho impacto en los líquidos. ° Partículas suspendidas: hay que tener en cuenta que la materia en suspensión aumenta la viscosidad. Según la respuesta de los fluidos a la fuerza de cizallamiento se consideran los diferentes tipos de fluidos. FLUIDO NEWTONIANO Se trata de aquellos fluidos que cumplen con la ley de Newton, lo que significa que, ante una temperatura y presión dadas, la viscosidad del fluido permanece constante, independientemente de la fuerza de cizallamiento. El ejemplo más representativo de los fluidos newtonianos es el agua. FLUIDO NO NEWTONIANO Los fluidos no newtonianos son aquellos cuya viscosidad varía cuando la fuerza de cizallamiento se modifica. Por esta razón, cuando queremos comparar la viscosidad de dos fluidos no newtonianos, se deben medir bajo las mismas condiciones. Muchos productos industriales complejos se clasifican como fluidos no newtonianos. Por ejemplo, las pinturas o muchos cosméticos. FLUIDO TIXOTRÓPICO A diferencia de los otros dos fluidos ya explicados, cuando se trata de un fluido tixotrópico la viscosidad disminuye con el tiempo si se somete a una fuerza de cizallamiento constante. Es decir, si se someten a una agitación continua, se hacen más fluidos.  Punto de fusión El punto de fusión es la temperatura a la que un sólido pasa a líquido, a presión atmosférica. Es decir, es un proceso de cambio de fase (sólida a líquida) que opera a partir de la introducción de energía calórica al sistema o a la sustancia, logrando que los átomos se muevan con mayor velocidad, aumenten los choques entre ellos, rompan la estructura rígida y, por tanto, fluyan. Las sustancias puras presentan puntos de fusión más elevados y con menor grado de variación que las sustancias impuras (mezclas). Mientras más mezclada esté la materia, más bajo será su punto de fusión (que, además, tendrá una mayor variación). Punto de fusión del cobre (Cu): 1085 ºC Punto de fusión del aluminio (Al): 660 ºC Punto de fusión del oro (Au): 1064 ºC Punto de fusión de la plata (Ag): 962 ºC Punto de fusión del potasio (K): 64 ºC Punto de fusión del wolframio (W): 3422 ºC Punto de fusión del argón (Ar): -189 ºC  Punto de Ebullición El punto de ebullición es la temperatura a la que un líquido cambia a gas. El punto de ebullición depende de la presión, por lo que cambia a medida que lo hace la presión exterior. Por ejemplo, el agua hierve a 100 ºC a una presión normal, pero si la presión se reduce a 0,06 atm, el agua hierve a 0 ºC, por tanto, es cuando la presión de vapor del líquido es igual a la presión del gas que lo rodea. Las presiones de vapor y los puntos de ebullición de las sustancias pueden verse afectados por la presencia de impurezas disueltas (solutos). Al añadir una impureza, la presión de vapor de la solución disminuye. Con un aumento en la concentración de soluto, la presión de vapor disminuye, por lo tanto, aumenta el punto de ebullición. Este fenómeno se conoce como "elevación del punto de ebullición". Por ejemplo, agregar sal al agua provocará un aumento en su punto de ebullición.  ELASTICIDAD La elasticidad es una propiedad que tienen algunos materiales y cuerpos sólidos para volver a su forma y tamaño originales después de ser deformados por una fuerza. Está íntimamente relacionada con la cohesión interna del material, es decir, con las fuerzas que mantienen unidas a sus partículas. Por ejemplo, cuando se estira una goma y luego se suelta, recupera su forma original. Cuando los sólidos reciben una fuerza exterior, se deforman, acumulando en su interior una cantidad de energía potencial elástica y, por lo tanto, también de energía interna, dicha energía, una vez retirada la fuerza deformante, será la que obligue al sólido a recuperar su forma y se transforme en energía cinética, haciéndolo moverse o vibrar. La fuerza y ​la deformación del cual es posible la recuperación elástica para cualquier material dado, es llamado límite elástico, y es la fuerza máxima por unidad de área de un material sólido antes del inicio de la deformación permanente. Las tensiones más allá del límite elástico hacen que el material ceda o fluya. Para calcular la elasticidad, lo importante del hecho, es la cantidad de fuerza aplicada por unidad de área, a la que llamaremos esfuerzo (e), al grado de estiramiento o compresión de la materia lo llamaremos deformación (d) y lo calcularemos dividiendo la longitud de movimiento del sólido (Li) por su longitud inicial (Lf), es decir: d = Li/L​f. La elasticidad de los materiales es una propiedad que ponemos a prueba cotidianamente. Algunos ejemplos son: Resortes. Los resortes que hay debajo de ciertos botones, o que empujan el pan de la tostadora hacia arriba cuando está listo, operan en base a la tensión elástica: son comprimidos y acumulan energía potencial, luego son liberados y recuperan su forma arrojando hacia arriba el pan tostado. El chicle. La resina de la que está hecho el chicle o goma de mascar es sumamente elástica, al punto tal de que podemos comprimirlo entre los dientes o expandirlo al llenarlo de aire y hacer una bomba, contando con que conservará su forma más o menos original. Las llantas. De un avión, un automóvil, una motocicleta, operan en base a la elasticidad del caucho, que una vez inflado con aire, puede resistir el peso enorme del vehículo completo y deformarse ligeramente, pero sin perder su memoria de forma, por lo que ejerce una resistencia y mantiene el vehículo suspendido.  Conductibilidad La conductibilidad o conductividad es la propiedad de los materiales por la cual transmiten una forma de energía. La conductividad depende del estado de la materia y de la presencia de iones en disolución o de la superposición de bandas de energía en sólidos. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia. Por ejemplo en los sólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la conductividad se debe a los electrones. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento, en cambio en los aislantes, muchos de ellos son sólidos iónicos. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura. La conductividad electrolítica en medios líquidos está relacionada con la presencia de sales en disoluciones, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos. La fórmula para calcular la conductibilidad es Con= C/V , donde “C" representa la corriente y "V" el voltaje. Los elementos se clasifican, según su propiedad de conductividad o resistencia eléctrica en: dieléctricos, semiconductores y superconductores. Los dieléctricos son materiales que no conducen la electricidad y que se utilizan como aislantes. Algunos ejemplos de dieléctricos son el vidrio, la cerámica, la goma, el petróleo, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita. Los materiales dieléctricos son aquellos donde todos los electrones de los átomos o moléculas, que se aglutinan para formar el agregado sólido, líquido o gas, participan en el enlace, quedando fuertemente ligados a los núcleos, de modo que no existen electrones de conducción (portadores de carga libres). Un semiconductor es todo aquel material que, dependiendo de las circunstancias (temperatura, presión, radiación, el tipo y nivel de impurezas presentes en su estructura y los campos magnéticos), puede actuar como conductor, permitiendo el paso de la corriente, o como aislante, impidiendo el paso de la misma. Los semiconductores, por tanto, se diferencian de los conductores en que pueden ejercer ambas funciones al mismo tiempo. En la actualidad, el semiconductor más utilizado es el silicio. En función de su pureza, los semiconductores se clasifican en dos grupos: Semiconductores intrínsecos Son materiales naturales que se pueden emplear directamente en los dispositivos. Están formados por un único tipo de átomos, dispuestos para impedir el movimiento libre de electrones alrededor de la molécula. Semiconductores extrínsecos Para poder utilizarlos en dispositivos deben pasar por un proceso de dopado, que consiste en añadir una pequeña cantidad de átomos de otros elementos, como el antimonio, el arsénico o el fósforo, transformando los semiconductores intrínsecos en extrínsecos. Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones. Generalmente los conductores metálicos llegan a ser superconductores cuando se les disminuye la temperatura. Esto permite llevar energía sin necesidad de una fuente de alimentación. Lugar en el que el agua hierve a 75° centígrados. Se calcula mediante la división de la masa de un objeto sobre el volumen que ocupa. Propiedad de la materia que mide la resistencia de un material a ser rayado, penetrado o deformado. La suma de los movimientos vibratorios de la estructura de la materia se conoce como… Es todo lo que podemos percibir con nuestros sentidos (podemos ver, oler, tocar, oír, o saborear). Es todo aquel material que, dependiendo de las circunstancias, puede actuar como conductor, o como aislante. Es una magnitud o medida por la cual se expresa la cantidad de calor o energía térmica que hay en un cuerpo. se refiere a la resistencia que presentan las sustancias para fluir y sufrir deformaciones cuando se les aplica una fuerza Aparato con el que se mide la masa de un objeto son materiales que no conducen la electricidad y que se utilizan como aislantes.  es una propiedad que tienen los materiales y cuerpos sólidos para volver a su forma y tamaño originales después de ser deformados por una fuerza Equivale a 273° centígrados Se calcula multiplicando la masa de un objeto por la fuerza de gravedad. Son las sustancias que presentan puntos de fusión más elevados y con menor grado de variación Fluido en donde la viscosidad disminuye con el tiempo si se somete a una fuerza de cizallamiento constante Se representa como milímetros o centímetros cúbicos  Sustancias Puras Las sustancias puras están formadas por un solo tipo de materia o sustancia y tienen características específicas y homogéneas que las distinguen del resto de sustancias. Por ejemplo: El agua, su composición no varía aunque se sometan a cambios físicos. Las sustancias puras se clasifican en elementos y compuestos. Los elementos y los compuestos son sustancias puras, pero se diferencian en que los elementos contienen un solo tipo de átomos, mientras que los compuestos son sustancias que contienen dos o más átomos en proporciones definidas. Los elementos no pueden ser descompuestos en piezas menores por métodos físicos o químicos. Para ello, se necesitan métodos químicos. Los compuestos son sustancias formadas por la unión química de dos o más elementos diferentes. Por ejemplo, el agua (H2O) es un compuesto que se forma por la unión de los elementos hidrógeno y oxígeno. La sal de mesa (NaCl) es otro ejemplo de compuesto, ya que se forma por los elementos sodio y cloruro. Los compuestos tienen una fórmula química que describe los elementos que los forman y su cantidad. Los métodos físicos no pueden separar un compuesto, pero sí pueden separarse en sustancias más simples por métodos químicos, como las reacciones. Un elemento es una sustancia que está constituida por el mismo tipo de átomos y que no se puede dividir en sustancias más simples por medios físicos o químicos. Todos los elementos tienen un nombre y un símbolo químico. El símbolo químico consta de una o dos letras, la primera siempre se escribe con mayúscula y la segunda con minúscula. En la actualidad se acepta la existencia de 114 elementos, de los cuáles 92 se encuentran en la naturaleza y el resto se obtiene en el laboratorio, de acuerdo a la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).  EL ÁTOMO Se conoce como átomo a la unidad más pequeña que constituye la materia. La palabra átomo proviene del griego antiguo (átomon, “sin división”) y fue acuñada por los primeros filósofos en teorizar sobre la composición de las cosas, es decir, las partículas elementales del universo. El átomo, consiste en un núcleo (nucleones) que contiene protones cargados positivamente; neutrones con una carga eléctrica neutra, esto hace que el núcleo de los átomos contenga carga positiva y sea el lugar donde se concentren la mayor parte de la masa atómica. Alrededor del núcleo se mueven a través de orbitales uno o varios electrones (que tienen carga negativa). Si el número de protones y electrones es el mismo, significa que el átomo es eléctricamente neutro. Y en el caso de que un átomo tenga más o menos electrones que protones, significa que su carga eléctrica global puede ser negativa o positiva y recibe el nombre de ion (anión, en el caso de que sea negativa, y catión si es positiva) Los protones y electrones se atraen entre sí por la fuerza electromagnética, mientras que los protones y neutrones se atraen entre sí por la fuerza nuclear. Cada uno de los elementos tiene un numero específico de protones en el núcleo de un átomo. Este número se conoce como número atómico y se representa con la letra Z. Existen átomos que poseen el mismo número de protones, pero diferente cantidad de neutrones, llamados isótopos. Tienen las mismas propiedades químicas, aunque se diferencian en sus características físicas unos de otros. Todos los átomos que tengan el mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y comparten las mismas características químicas, a pesar de que sean elementos químicos diferentes entre si. Los átomos suelen conservar sus propiedades originales en cada reacción. Ni se destruyen ni se crean nuevos, tan sólo se organizan de forma diferente creando distintos enlaces entre unos y otros. Modelo Atómico La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. Se han propuesto modelos atómicos a lo largo del tiempo, de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica. Modelo de Dalton Modelo de Lewis Modelo de Thomson Modelo de Rutherford Modelo de Bohr Modelo de Sommerfeld Modelo de Schrödinger TABLA PERIODICA Es un cuadro que presenta todos los elementos químicos que existen ordenados según sus propiedades físicas. Actualmente, la tabla periódica se compone de 118 elementos, de los cuales, 94 se encuentran de manera natural y el resto son hechos con procesos físico – químicos, están distribuidos dentro de la tabla periódica, en 7 filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas verticales, conocidas como grupos. En 1860 se organizó el primer Congreso Internacional de Químicos en la ciudad alemana de Karlsruhe, donde se dio el primer paso para estableciendo el concepto de peso atómico-masa atómica, lo que logró el químico italiano Stanislao Cannizzaro. En este concepto se inspiraría Dimitri Ivánovich Mendeléiev, para crear las primeras tablas. El 1 de marzo de 1869, Dimitri Mendeléiev, publicó un artículo titulado "La experiencia de un sistema de elementos basados en su peso atómico y similaridad química“, el cual contenía una tabla con 63 de los 118 elementos conocidos hoy, además de hacer predicciones y dejar huecos libres para elementos que se descubrirían más tarde. Cada casilla de la tabla periódica corresponde a un elemento químico con unas propiedades determinadas. En dicha casilla se especifica su nombre, el símbolo químico del elemento, su número atómico (cantidad de protones), su masa atómica, la energía de ionización, la electronegatividad, sus estados de oxidación y la configuración electrónica. La tabla periódica de los elementos está organizada de menor a mayor según su número atómico, es decir, el número total de protones que tiene cada átomo de ese elemento. Además están distribuidos en 7 filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas verticales conocidas como grupos. Los elementos de un grupo poseen configuraciones electrónicas similares y la misma valencia, entendida como el número de electrones en la última capa. Por ejemplo, los elementos del grupo 1 tienen una valencia de 1 —un electrón externo— y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de1+. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía y, por ello, son no reactivos, llamados «gases inertes o nobles». Clasificación de los elementos de la tabla periódica: Grupo 1: metales alcalinos Grupo 2: metales alcalinotérreos Grupo 3: familia del escandio (tierras raras y actínidos) Grupo 4: familia del titanio Grupo 5: familia del vanadio Grupo 6: familia del cromo Grupo 7: familia del manganeso Grupo 8: familia del hierro Grupo 9: familia del cobalto Grupo 10: familia del níquel Grupo 11: familia del cobre Grupo 12: familia del zinc Grupo 13: térreos Grupo 14: carbonoideos Grupo 15: nitrogenoideos Grupo 16: calcógenos o anfígenos Grupo 17: halógenos Grupo 18: gases nobles Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. El número de niveles energéticos de un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintos subniveles, que conforme aumenta su número atómico se van llenan do en el orden: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p La tabla periódica se puede también dividir en bloques de acuerdo a la secuencia en la que se llenan las capas de electrones de los elementos. Cada bloque se denomina según el orbital en el que en teoría reside el último electrón: s, p, d y f.71​n. 4 El bloque s comprende los dos primeros grupos (metales alcalinos y alcalinotérreos), así como el hidrógeno y el helio. El bloque p comprende los últimos seis grupos —que son grupos del 13 al 18 y contiene, entre otros elementos, todos los metaloides. El bloque d comprende los grupos 3 a 12 y contiene todos los metales de transición. El bloque f, a menudo colocado por debajo del resto de la tabla periódica, no tiene números de grupo y se compone de lantánidos y actínidos. De acuerdo con las propiedades físicas y químicas que comparten, los elementos se pueden clasificar en tres grandes categorías: metales, metaloides y no metales. Los metales son sólidos generalmente brillantes, altamente conductores que forman aleaciones de unos con otros y compuestos iónicos similares a sales con compuestos no metálicos. La mayoría de los no metales son gases incoloros o de colores; pueden formar enlaces covalentes con otros elementos no metálicos. Entre metales y no metales están los metaloides, que tienen propiedades intermedias o mixtas. Metales y no metales pueden clasificarse en sub_categorías que muestran una gradación desde lo metálico a las propiedades no metálicas, de izquierda a derecha, en las filas: metales alcalinos, altamente reactivo; metales alcalinotérreos, menos reactivos; lantánidos y actínidos, metales de transición y metales post-transición. Los no metales se subdividen simplemente en no metales poliatómicos (que, por estar más cercanos a los metaloides, muestran cierto carácter metálico incipiente), no metales diatómicos (que son esencialmente no metálicos) y los gases nobles, que son monoatómicos no metálicos y casi completamente inertes. Ocasionalmente también se señalan subgrupos dentro de los metales de transición, tales como metales refractarios y metales nobles.