Elementos o sustancias simples

 

En los libros te texto de Física y Química de secundaria, se hace una clasificación de las sustancias puras entre elementos y compuestos. Se define un elemento como aquella sustancia que está formada por átomos del mismo tipo, mientras que un compuesto es una sustancia pura que está formada por átomos de distinto tipo (y que no se trata de una mezcla de sustancias).

Pero estas definiciones no son las originales. Cuando la química estaba empezando, y se trataba de descubrir cuáles eran los elementos que constituían la materia, los químicos sabían que habían encontrado un nuevo elemento cuando hallaban una nueva sustancia y comprobaban de alguna manera, que esta sustancia no estaba formada de nada más. Que era imposible obtener de ella otras sustancias más simples.

También conocían otras sustancias puras (como el agua), que sabían que podían descomponer en otras sustancias más simples (en hidrógeno y oxígeno). No eran mezclas de sustancias. Eran sustancias puras, pero que se podían descomponer, obteniéndose otras sustancias. A estas sustancias, se las llamaron compuestos.

Así, de manera experimental, se determinó que las sustancias puras se podían clasificar en dos tipos: las que no se pueden descomponer (elementos o sustancias simples) y las que sí (compuestos).

Hoy día, con el conocimiento de la existencia de los átomos, no se suele utilizar la definición experimental, y se habla de elementos (o sustancias simples) y compuestos según si tiene todos sus átomos iguales o no.

Pero yo creo que tenemos que aclarar conceptos. No es lo mismo un elemento que una sustancia simple. Un elemento es otra cosa. Cada tipo de átomo que existe en la naturaleza, es un elemento. Cada elemento viene caracterizado por su número átomico. Así, el elemento 1 es el hidrógeno, el 2 el helio, el 8 el oxígeno, el 26 el hierro, etc.

De esta manera, podemos definir un compuesto como aquella sustancia formada por distintos elementos, como el agua (H2O), el amoniaco (NH3), el butano (C4H10). La primera sustancia está formada del elemento hidrógeno (H) y del elemento oxígeno (O), la segunda del elemento nitrógeno (N) y del hidrógeno (H), y la tercera del elemento carbono (C) y del hidrógeno (H).

Y una sustancia simple se define como aquella que está formada por un único elemento, como el hidrógeno diatómico (H2), el oxígeno diatómico (O2), el ozono (O3) el hierro (Fe), etc. En la primera sustancia simple de ejemplo, el elemento es el hidrógeno (H), en la segunda y en la tercera el oxígeno (O), y en la cuarta el hierro (Fe). Pero también es una sustancia simple el oxígeno atómico (O), que podemos obtenerlo al calentar mucho el oxígeno diatómico. Y esta sustancia, está formada del elemento oxígeno (O).

Esta definición, no es totalmente equivalente a la primera definición experimental, puesto que el hidrógeno diatómico (H2) se puede descomponer en hidrógeno atómico (H), y tanto el oxígeno diatómico (O2) como el ozono (O3) se pueden descomponer en oxígeno atómico (O). Así que por la definición experimental, deberían ser compuestos, mientras que por la segunda definición más moderna son sustancias simples. Y debemos llamarlas sustancias simple, no elementos. No creo que alguien piense que el ozono es un elemento ¿Dónde está en la tabla periódica de los elementos? Pero tampoco está el oxígeno diatómico (O2) ni el hidrógeno diatómico (H2).

Otro ejemplo que justifica la distinción entre sustancia simple y compuesto. El carbono en estado sólido, puede existir como grafito o como diamante. Son dos sustancias distintas (sus propiedades son diferentes) pero formadas por el mismo tipo de elemento, el carbono (C).