Elementos químicos más representativos
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1. Elementos químicos más representativos
1.1 Los gases nobles
El helio, el neón, el argón y kriptón son los primeros elementos de esta familia. Sus moléculas son monoatómicas, es decir, están constituidas por un único átomo.
No reaccionan con los otros elementos, por eso se les denomina también gases inertes.
- El helio. Tiene el menor punto de ebullición de todos los elementos. En la atmósfera se encuentra en pequeñas cantidades. Se emplea en el llenado de globos y dirigibles.
- El neón. Es usado en carteles luminosos debido a su luz rosa.
- El argón. Es incoloro inodoro e insípido. En condiciones normales es un gas, pero puede licuarse y solidificarse. Se usa en lámparas eléctricas y tubos fluorescentes.
- El kriptón. Se usa en solitario o mezclado con neón y argón en lámparas fluorescentes; y en sistemas de iluminación de aeropuertos, ya que el alcance de su luz roja es mayor que la ordinaria.
1.2 El Hidrógeno
Es el elemento más abundante del universo. Constituye la parte principal de la estrellas y del sol, donde se produce la llamada fusión nuclear, que es la responsable de la energía emitida por las estrellas.
En la Tierra es el tercer elemento en importancia y se encuentra combinado con otros elementos como el oxígeno (formando el agua) y el carbono (como hidrocarburos). En estado libre se encuentra en baja proporción en la atmósfera y en forma de molécula diatómica.
1.3 Los alcalinos
Esta familia incluye los elementos litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) y francio (Fr).
Son todos metales sólidos a temperatura ambiente, blandos y forman iones con una carga positiva.
Reaccionan fácilmente con los otros elementos, por eso no se encuentran libres en la naturaleza.
Se oxidan cuando son expuestos al aire y reaccionan violentamente con el agua para formar el correspondiente hidróxido e hidrógeno gaseoso.
1.4 Los alcalinotérreos
A este grupo pertenecen los elementos berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca) y bario (Ba). Son todos metales (como los alcalinos) y forman iones con dos cargas positivas.
Se oxidan fácilmente en contacto con el aire y reaccionan con el agua para formar el correspondiente hidróxido e hidrógeno gaseoso.
1.5 Los metales de transición
A estos periodos pertenecen los elementos cromo (Cr), manganeso (Mn), hierro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), cobre (Cu), cinc (Zn), plata (Ag), cadmio (Cd), platino (Pt), oro (Au), mercurio (Hg), wolframio (o tungsteno) (W), titanio (Ti)...
Excepto el mercurio, todos son sólidos a temperatura ambiente. En la naturaleza se encuentran combinados con otros elementos, aunque el oro, el cobre y la plata se pueden encontrar libres. Conducen la corriente eléctrica y el calor fácilmente. Forman iones positivos.
1.6 Los térreos
A este grupo pertenecen los elementos boro (B), el aluminio(Al), el indio (In) y el talio (Tl).
Constituyen más del 7% en peso de la corteza terrestre, sobre todo el aluminio (metal más abundante y tercer elemento más abundante de la corteza después del oxígeno y del silicio). El indio y el talio son muy raros. A temperatura ambiente son sólidos. Son bastante reactivos, por eso en la naturaleza no se encuentran en estado libre y forman iones con tres cargas positivas. La mayoría de sus minerales son óxidos e hidróxidos y, en el caso del galio, del indio y del talio, se encuentran asociados con minerales de plomo y de cinc.
1.7 Carbonoideos
A este grupo pertenecen los elementos carbono (C), silicio (Si), estaño (Sn) y plomo (Pb).
Todos son sólidos cuando no están combinados. El carbono se encuentra libre en la naturaleza en dos formas alotrópicas: el diamante y el grafito. Combinado con otros elementos, forma los llamados hidrocarburos y los compuestos característicos de la vida: azúcares, proteínas, grasas...
El silicio se encuentra normalmente en forma de óxido: el cuarzo y la sílice.
El estaño y el plomo son dos metales y están combinados en la naturaleza.
1.8 Nitrogenoideos
Entre estos elementos se encuentran el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el arsénico (As).
- El nitrógeno se encuentra en estado natural en estado libre (N) constituyendo el 78% de las moléculas de la atmósfera y combinado con otros elementos, formando muchos compuestos (como nitratos y nitritos). Cuando se encuentra en estado libre es muy poco reactivo.
- El fósforo es un sólido que se presenta principalmente en dos formas alotrópicas: fósforo rojo y fósforo blanco, normalmente se encuentra combinado formado las sales denominadas fosfatos. Tanto el nitrógeno como el fósforo o el arsénico forman iones con tres cargas negativas.
- El arsénico fue usado durante mucho tiempo como veneno para controlar plagas. Hoy en día se utiliza en la fabricación de semiconductores en combinación con el silicio y el galio.
- El antimonio se usa en la industria de semiconductores y para aumentar la dureza en algunas aleaciones.
1.9 Anfígenos o calcógenos
El oxígeno (O) y el azufre (S) son los elementos más importantes de este grupo.
- El oxígeno se encuentra en la naturaleza en estado libre (O) constituyendo el 20% de las moléculas de la atmósfera y combinado como óxidos, ácidos o sales.
- El azufre es un sólido amarillo que se puede encontrar libre o combinado formando sulfatos, sulfitos y sulfuros.
- El selenio es un sólido gris. Puede convertir la luz en electricidad (efecto fotoeléctrico). Se usa en xerografía y fotografía para potenciar los tonos.
- El telurio se obtiene del mineral calaverita combinado con el oro.
1.10 Halógenos
El flúor, el cloro, bromo y yodo forman parte de este grupo.
En la naturaleza están siempre combinados. En estado libre sus moléculas tienen dos átomos.
El elemento flúor es un gas de color amarillo, mientras que el cloro es de color verde, el bromo pardo rojizo y el yodo marrón con brillo.
Todos ellos forman iones con una carga negativa. Con el hidrógeno forman los correspondientes haluros con propiedades ácidas.
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Los elementos de la tabla periódica pueden clasificarse en función de su configuración electrónica, en lo que se conoce como bloques:
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| Imagen 11. Untrozo GNU Free License |
Así, podemos distinguir los siguientes bloques en función del orbital en el que se encuentra su último electrón:
1) Elementos representativos (bloques s y p)
Son aquellos cuyo último electrón se aloja en un orbital s ó p respectivamente. El bloque s agrupa los elementos de los grupos 1 y 2 (alcalinos y alcalinotérreos) y el p seis grupos (13, 14, 15, 16, 17 y 18) de los cuales los dos últimos son halógenos (17) y gases nobles (18).
2) Elementos de transición (bloque d)
Son los elementos cuyo último electrón se aloja en un orbital d. Agrupan los elementos de los grupos centrales, del 3 al 12, para dar un total de 10 grupos.
3) Elementos de transición interna (bloque f)
Son aquellos cuyo último electrón se aloja en un orbital f. Comprende dos series de 14 elementos cada una de ellas, que reciben el nombre del elemento que las precede en su periodo: Lantánidos (orbital 4f) y Actínidos (orbital 5f).
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A principios del siglo XIX , Dalton propuso su teoría atómica, y años más tarde, Proust formuló que las masas atómicas de los elementos son múltiplos de la masa del hidrógeno. Una consecuencia de estos hechos fue el descubrimiento de un gran número de elementos. A medida que el número de elementos conocidos aumentaba se observaron semejanzas físicas y químicas entre ellos y fue necesario encontrar un sistema que pudiera ordenarlos y agrupar aquellos que tuvieran comportamiento similar .
Triadas de Dobereiner
La primera clasificación basada en las propiedades atómicas fue propuesta por Dobereiner, quien en 1817 informó que existía cierta relación entre los pesos atómicos de los elementos químicamente análogos cuando se agrupan en tríadas, es decir, en grupos de tres, y presentan dos situaciones. Sus pesos atómicos son casi idénticos o el peso del elemento central tiene un valor muy cercano al promedio de los otros dos.
Algunos ejemplos de tríadas propuestas, fueron :
Fe, Co, Ni
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Ca, Sr, Ba
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Cl, Br, I
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Li, Na, K
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PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS
Es el grupo de elementos de la Tabla periódica que comprende a los elementos del grupo A; es decir, desde los del grupo IA (Alcalinos) al VIIIA inclusive (Gases nobles), sin tomar en cuenta los Metales de transición algunos son metales y otros no metales.
· Alcalinos
· Alcalinotérreos
· Grupo del Boro
· Grupo del Carbono
· Grupo del Nitrógeno
· Grupo del Oxígeno
· Halógenos
· Gases Nobles
Los elementos representativos son conocidos así porque el número de grupos representa la cantidad de electrones en su capa de valencia o sea el último nivel, y la cantidad de electrones en esa capa nos indica la valencia máxima que el elemento puede presentar.
La valencia de un elemento se refiere a la capacidad de combinación que presenta; en el caso de los no metales se relaciona con el número de átomos de hidrógeno con que se puede enlazar y en los metales con cuántos átomos de cloro se une.
Características
Los elementos representativos son conocidos así porque el número de grupos representa la cantidad de electrones en su Capa de valencia y la cantidad de electrones en esa capa nos indica la valencia atómica máxima que el elemento puede presentar.
· Todos los elementos pertenecientes al grupo I tienen su configuración electrónica acabada en s1. La diferencia entre ellos radica en que los electrones pertenecen a capas o niveles distintos, es decir, su número cuántico principal (n) es diferente. Date cuenta de que esta tabla periódica solamente muestra la última parte de la configuración electrónica de cada uno de los átomos de cada elemento. La razón es que las propiedades químicas de un elemento están determinadas por la estructura electrónica más externa, por ello esta tabla periódica está preparada para que se indiquen sólo la configuración electrónica externa de cada átomo.
· Los metales alcalinotérreos son un grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la tabla periódica y son los siguientes: berilio(Be), magnesio(Mg), calcio(Ca), estroncio(Sr), bario(Ba) y radio(Ra). Este último no siempre se considera, pues tiene un tiempo de vida media corto.
· El nombre de alcalinotérreos proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades básicas (alcalinas). Poseen una electronegatividad ≤ 1,3 según la escala de Pauling.
· Tienen configuración electrónica ns2.
· Tienen baja energía de ionización, aunque mayor que los alcalinos del mismo período, tanto menor si se desciende en el grupo.
· A excepción del berilio, forman compuestos claramente iónicos.
· Son metales de baja densidad, coloreados y blandos.
· La solubilidad de sus compuestos es bastante menor que sus correspondientes alcalinos.
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