Toda la materia es una colección masiva de moléculas. Las moléculas son una unión de dos o más átomos, que son la unidad más básica de la materia física. Los átomos reciben un peso diferente según la cantidad de protones y neutrones en el núcleo y los electrones en la nube circundante. La misma fuerza electromagnética que mantiene unidos a un solo átomo también puede contener dos o más átomos para formar una molécula, mientras que numerosas moléculas se unen para formar materia.

Átomos

Átomos, los edificios básicos bloques de vida, consisten en tres partículas: neutrones, protones y electrones. La gran mayoría de la masa del átomo se encuentra en el núcleo, en el centro del átomo, formado por protones y neutrones, mientras que los electrones nublan el área exterior del núcleo. Los protones tienen carga positiva mientras que los electrones tienen carga negativa y los neutrones son neutros. El peso atómico de un átomo está determinado por la cantidad de protones y neutrones, mientras que su número atómico es igual a la cantidad de protones presentes. Aunque los electrones pueden diferir, en el caso de los iones, que tienen electrones perdidos o ganados, y los neutrones pueden no estar presentes, como en los átomos de hidrógeno que no tienen neutrones, la cantidad de protones en un átomo nunca cambia. Como los electrones se pueden ganar o perder y los neutrones pueden no estar incluidos, los elementos se identifican por número atómico, porque la cantidad de protones nunca cambia. La tabla periódica de elementos es un gráfico que muestra todos los elementos conocidos que existen, parcialmente ordenados por número. El primer y más simple elemento, el hidrógeno, con un solo protón y un electrón, es el número uno atómico, mientras que los elementos más grandes, como el radio en el número 88, se muestran en el orden de su número de protones.

Moléculas

Las moléculas son la combinación de uno o más átomos en una sustancia específica. Quizás las combinaciones más conocidas sean agua (H2O), dióxido de carbono (CO2) y oxígeno (O2, más precisamente dioxígeno). La fórmula química de una molécula (como H2O) muestra los átomos específicos de la sustancia y cuántos de cada elemento se encuentran. En el caso del agua (H2O), hay dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno en cada molécula de agua. Si la molécula fuera a perder uno de estos átomos, el compuesto dejaría de ser agua.

Enlaces

Las moléculas se mantienen juntas porque las partes positiva y negativa del átomo (protones y electrones, respectivamente) son atraídos el uno por el otro. Estos se llaman enlaces químicos. Cada molécula tiene un extremo positivo y negativo, como los lados de una batería, que se unen con otras moléculas para crear la sustancia particular. En el caso del agua, los átomos de oxígeno cargados positivamente son atraídos por el átomo de hidrógeno cargado negativamente, formando un enlace de hidrógeno.

Compuestos

Los compuestos son cualquier combinación de más de un elemento, como hidrógeno y oxígeno (agua) o sodio y cloro (sal). Si bien solo hay 118 elementos conocidos, la combinación específica y la secuencia de átomos crea una cantidad infinita de posibilidades. Por ejemplo, el compuesto químico etanol, comúnmente conocido como alcohol, tiene una fórmula química de C2H5OH. Si bien hay seis átomos de hidrógeno presentes, el hidrógeno final está unido al átomo de oxígeno. En realidad, es el vínculo de un átomo de carbono con el grupo hidroxilo (OH) que distingue cualquier compuesto orgánico como alcohol pero no específicamente como etanol.

Elementos individuales

Aunque algunas sustancias pueden consistir en una sola elemento, la cantidad de ese elemento también distingue diferentes sustancias. El oxígeno que los humanos y otros animales requieren es la combinación de dos átomos de oxígeno (O2); sin embargo, tres átomos de oxígeno (O3) crean la sustancia ozono, que es una parte esencial de la atmósfera de la Tierra pero que puede ser tóxica para la vida orgánica.