Apuntes Quimica Inorganica

8/16/2019 Apuntes Quimica Inorganica

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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER

PUNTES DOCENTES

PROFESOR: Ernesto Acevedo SotoMiguel E. Coronado

Bernabé FrancoEdgar Javier Gómez

Claudia L. HernándezJuan A. Manjarres

Ofelia Meza DiazCarlos Alberto Rodriguez

ASIGNATURA: QUIMICA Y QUIMICAINORGANICA


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Cambio de estadoEn física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de

agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados básicos son el sólido, ellíquido y el gaseoso.

La siguiente tabla indica cómo se denominan los cambios de estado:

Inicial\Final Sólido Líquido Gas

Sólido fusión Sublimación, sublimación

progresiva o sublimación directaLíquido solidificación evaporación o ebullición

Gassublimación inversa,

regresiva o deposición

condensación y

licuefacción (Licuación)

También se puede ver claramente con el siguiente gráfico:

Los dos parámetros de los que depende que una sustancia o mezcla se encuentre en un estado o en otroson: temperatura y presión. La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas yátomos de un cuerpo. Un aumento de temperatura o una reducción de la presión favorecen la fusión, laevaporación y la sublimación, mientras que un descenso de temperatura o un aumento de presiónfavorecen los cambios opuestos.

La fusión es el cambio de estado de sólido a líquido. Por el contrario la solidificación es el

cambio inverso, de líquido a sólido.

La vaporización es el cambio de estado de líquido a gas. Contrariamente la licuación ocondensación es el cambio inverso, de gas a líquido.

La sublimación es el cambio de estado de sólido a gas, y el cambio inverso recibe el nombre desublimación regresiva.

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_%28cambio_de_estado%29http://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_%28cambio_de_estado%29http://es.wikipedia.org/wiki/Sublimaci%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Sublimaci%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Solidificaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solidificaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_%28proceso_f%C3%ADsico%29http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_%28proceso_f%C3%ADsico%29http://es.wikipedia.org/wiki/Ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sublimaci%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Sublimaci%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Condensaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Licuefacci%C3%B3n_%28gases%29http://es.wikipedia.org/wiki/Licuefacci%C3%B3n_%28gases%29http://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mezclahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mezclahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cambio_de_estado%28png%29.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Licuefacci%C3%B3n_%28gases%29http://es.wikipedia.org/wiki/Condensaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sublimaci%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_%28proceso_f%C3%ADsico%29http://es.wikipedia.org/wiki/Solidificaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sublimaci%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_%28cambio_de_estado%29http://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica


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La teoría cinética explica el por qué de los cambios de estado de una sustancia. La respuesta está en elcalentamiento o enfriamiento al que debe ser sometida dicha sustancia.

Al calentar la sustancia la agitación de las partículas es mucho mayor por lo que sube la temperatura,

de forma que si la sustancia es sólida la sustancia puede pasar de sólido a líquido a gas, dependiendodel grado de agitación de las partículas y así facilitar la fusión, vaporización o sublimación.

Por el contario al enfriar dicha sustancia la agitación de las partículas disminuye y permite realizar loscambios de estado inversos: solidificación, licuación o condensación, sublimación regresiva.

En ninguno de los cambios de estado las partículas se quedan quietas. Cuando las partículas están enestado sólido, vibran; cuando reciben energía en forma de calor aumenta la energía de las vibracioneslo que produce un aumento de temperatura. Llega un momento en el que la vibración es tan alta quevence las fuerzas que mantienen juntas a las partículas, y así se sucede el cambio de estado. De igualforma ocurre con el cambio de estado de líquido a gaseoso.

El calor necesario para que se produzca el cambio de estado de una sustancia se llama calorlatente (L)

Según el cambio de estado que sufra la sustacia puede ser, calor latente de fusion (Lf ), calor latente devaporización (Lv) o calor latente de sublimación (Ls).

El calor latente depende de algunos datos:

- La masa (m) de dicha sustancia. - Cantidad de calor Q.

La formula es:

MATERIA Y ENERGIA

Todo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, está formado por un componente común: la materia. Normalmente, para referirnos a los objetos usamos términos como materia, masa, peso, volumen. Paraclarificar los conceptos, digamos que:

Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio;

Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo;

Volumen es el espacio ocupado por la masa

Cuerpo es una porción limitada de materia


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Estados físicos de la materia

En términos conceptuales, materia se puede definir como cualquier sustancia que posee masa y ocupaun lugar en el espacio (volumen); la cual como cualquier otro componente de la naturaleza reacciona a

factores ambientales como la presión y la temperatura, manifestándose en tres estados:

Gaseoso.

Líquido.

Sólido.

Estos estados obedecen fundamentalmente a la energía cinética o energía de movimiento de lasmoléculas que conforman dicha materia y a la forma de agregación de las mismas.

Los estados de la materiadependen de Factores delambiente como presión ytemperatura.

Estados de la materia en relación a cambios de la temperatura del ambiente.

Los diferentes estados de la materia secaracterizan por la energía cinética de lasmoléculas y los espacios existentes entreestas.

Estados de la materia en relación a cambios de la energía cinética de las moléculas.

Cada uno de los estados le confiere a la materia características propias, a pesar de no cambiar sucomposición.

La figura siguiente complementa los conceptos aquí formulados, obsérvelo haciendo énfasis en lasrelaciones y diferentes vías existentes:


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Los estados de la materia: efecto de las condiciones del medio.

Aunque la materia en sus diferentes estados, no varía en su composición, puede variar en suscaracterísticas

Principales Características de los estados de la materia

SÓLIDOS LÍQUIDOS GASES

Poseen forma definida. No poseen forma definida, porlo tanto adoptan la forma delrecipiente que los contiene.

No poseen forma definida, porlo tanto adoptan la forma delrecipiente que los contiene.

Poseen volumen fijo. Poseen volumen fijo. Poseen volumen variable.

Baja compresibilidad. Compresión limitada. Alta Compresibilidad.

Cambios físicos y cambios químicos

Las modificaciones en la presión, la temperatura o las interrelaciones de las sustancias, puedenoriginar cambios físicos o químicos en la materia.

Cambios físicos de la materia:

Son aquellos cambios que no generan la creación de nuevas sustancias, lo que significa que no existencambios en la composición de la materia, como se ve en la figura siguiente.

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/MateriaCambiosFisicos.htmhttp://www.profesorenlinea.cl/fisica/MateriaCambiosFisicos.htm


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El cambio físico se caracteriza por la noexistencia de reacciones químicas y de

cambios en la composición de la materia.

Cambio físico de la materia: cambio de estado sólido (hielo) a estado líquido del agua, mediante elaumento en la temperatura del sistema.

Cambios químicos:

Son aquellos cambios en la materia que originan la formación de nuevas sustancias, lo que indica queexistieron reacciones químicas.

El cambio Químico de la materia secaracteriza por la existencia de

reacciones químicas, de cambios en lacomposición de la materia y la

formación de nuevas sustancias.

Cambio Químico de la materia: Formación de Ácido Clorhídrico, mediante la reacción de Cloro eHidrógeno.

Observe que en los cambios químicos la materia sometida al cambio posee unas característicasdiferentes a la materia inicial.

Composición y propiedades de la materia

Como se vio anteriormente, la materia presenta tres estados físicos, dependiendo de factoresambientales como la presión y la temperatura; independiente de ello, el aspecto de la materia estádeterminado por las propiedades físico-químicas de sus componentes, encontrándose materiahomogénea y materia heterogénea.


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Materia homogénea

Es aquella que es uniforme en su composición y en sus propiedades y presenta una sola fase, ejemplode ello sería un refresco gaseoso, la solución salina, el Cloruro de Sodio o sal de cocina; este tipo de

materia se presenta en formas homogéneas, soluciones y sustancias puras.

Materia heterogénea

Es aquella que carece de uniformidad en su composición y en sus propiedades y presenta dos o másfases, ejemplo de ello sería la arena, el agua con aceite; este tipo de materia es también conocida comomezcla y se caracteriza por el mantenimiento de las propiedades de los componentes y la posibilidadque existe de separarlos por medio de métodos físicos.

Sustancias puras, elementos y compuestos

Sustancia pura

Una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta por uno o más elementos en proporcionesdefinidas y constantes y cualquier parte de ella posee características similares, definidas y constantes; podríamos decir que una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta en su totalidad por ella y nocontiene cantidades de otras sustancias; ejemplos de ello serían la sacarosa, el agua, el oro.

Elemento:

Sustancia pura imposible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o mássustancias, ejemplo: el Hidrógeno (H), el Oxígeno (O), el Hierro (Fe), el Cobre (Cu).

Compuesto:

Sustancia pura posible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o mássustancias, ejemplos: El agua (H2O), la sal (NaCl), el ácido Sulfúrico (H2SO4).


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Mapa conceptual que muestra la categorización de la materia, dependiendo de las características ycomposición de las sustancias constituyentes.

Energía

El movimiento de los constituyentes de la materia, los cambios químicos y físicos y la formación denuevas sustancias se originan gracias a cambios en la energía del sistema; conceptualmente, la energíaes la capacidad para realizar un trabajo o transferir calor; la energía a su vez se presenta como energíacalórica, energía mecánica, energía química, energía eléctrica y energía radiante; estos tipos de energía pueden ser además potencial o cinética. La energía potencial es la que posee una sustancia debido a su posición espacial o composición química y la energía cinética es la que posee una sustancia debido a sumovimiento.


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Tipos de energía

Manifestaciones de la energía

Energía Mecánica: El movimiento de las hélicesdel molino de viento es transferido a un sistema

mecánico de piñones, para producir energíaeléctrica o lograr la ascensión de agua de un pozosubterráneo


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Energía Calórica o radiante: El calor o la luzemitida desde el sol es aprovechada por las plantas para producir energía química en forma decarbohidratos.

Energía Eléctrica: El movimiento de electrones

libres, produce la energía eléctrica, usada parahacer funcionar electrodomésticos, trenes, yartefactos industriales.

Energía Química: La combustión dehidrocarburos como el petróleo, liberan grancantidad de energía.

Formas de medición de la energía

Poseer un referente de la cantidad de energía que se intercambia en las diferentes interacciones de lamateria requiere de patrones de medición. Como la forma de energía que tiene mayor expresión es laenergía calórica, entendida ésta como la energía que se intercambia entre dos sustancias cuando existe

diferencias de temperatura entre ambas, trataremos las unidades de medida de esta.

La cantidad de energía cedida o ganada por una sustancia se mide en calorías o joules.

Una caloría (cal) es igual a la cantidad de calor necesario para elevar de 14,5 o C a 15,5o C 1 gramo deagua. Como factor de conversión diremos que una caloría equivale a 4,184 joules.


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1 cal = 4,184 J

Es necesario diferenciar la caloría utilizada como herramienta de medición de la energía calórica enquímica, de la caloría utilizada en nutrición, ya que la caloría contenida en los alimentos (Cal) o grancaloría, equivale a 1.000 calorías o 1 Kilocaloría (Kcal).

2 cubos de azúcar ( 10 g), contienen 37,5 Calnutricionales, lo que equivale a 37,5 Kcal, 37.500 calquímicas y 156.900 j.

Calor especifico

¿Has sentido que unas sustancias se calientan con mayor rapidez que otras?, el calor especifico serelaciona con ello; conceptualmente, el calor específico es la cantidad de calor necesario para elevar latemperatura de una sustancia determinada; desde el punto de vista químico, es la cantidad de caloríasrequeridas para elevar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de una sustancia, o es elnúmero de joules requeridos para elevar en un grado kelvin la temperatura de un kg de una sustancia.

Calor Específico del agua: 1 cal/g o C

Este valor significa que para elevar 1 gradocentígrado la temperatura de 1 g de agua, se

requiere 1 caloría.


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Calor Especifico del Aluminio: 0,217 cal/g o C

Este valor significa que para elevar 1 gradocentígrado la temperatura de 1 g de Aluminio se

requieren 0,217 calorías.

Valores comparativos del calor específico del agua en estado líquido y el aluminio en estado sólido.

Ley de la conservación de Masa-Energía

Para concluir esta parte temática, abordemos una pregunta: en el momento de ocurrir un cambio físico

o químico (reacción química) en una sustancia, ¿existe perdida de masa y/o energía?

Antoine Laurent Lavoiser (743-1749) y James Prescott Joule (1818-1889), dedicaron parte de sutrabajo científico en la solución de este problema, llegando a la conclusión de que en las reaccionesquímicas y en los cambios físicos las masas de las sustancias participantes no se crean ni destruyen,solo se transforman; esta conclusión se conoce con el nombre de Ley de la conservación de la masa.


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LA TABLA PERIODICA

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IA

IIA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

Periodo

1 1 H

2 He

2 3 Li

4 Be TABLA PERIODICA

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3 11

Na 12

Mg 13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 36 Kr Br

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6 55 Cs

56 Ba

* 72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7 87 Fr

88 Ra **

104 Rf

105 Ha

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Unn

111 Uuu

112 Uub

113 Uut

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

Lantanidos

* 57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

Actinidos ** 89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

LIQUIDOS GASES SOLIDOS NO METALES METALOIDES SINTETIZADOS

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LA MATERIA SE CLASIFICA DE ACUERDO CON LA FORMA EN QUE SE PRESENTA ENLA NATURALEZA O SU COMPOSICIÓN.

MATERIA

SUSTANCIAS 1.SUSTANCIAS SUSTANCIAS

HOMOGÉNEAS PURAS HETEROGÉNEAS

(Especie química)

Mezclas homogéneas Elementos Compuestos Mezclas Heterogéneas

Mezclas gaseosas H2O+Aceite (emulsiones)

SuspensionesAire CH2O+Arena, H2O+S

en polvo, pinturas en2. Disoluciones Homogéneas aceite, yeso en agua,

o Soluciones. cremas líquidas, lechede magnesia.

Leche (H2O + grasa + lactosa o azúcar de la leche)

SUSTANCIAS PURAS: Tienen propiedades y composiciones definidas y constantes, son tipos particulares de materia con propiedades físicas y químicas (elementos y compuestos).

Las sustancias elementales o elementos no se pueden dividir. Descomponer en sustancias más simples

por medios químicos. En la actualidad se conocen 118 elementos. Los elementos químicos son

sustancias puras constituidas por una sola clase de átomos. Los nombres de los elementos responden a

sus propiedades características, en otras ocasiones a lugares donde se han encontrado, planetas, en

honor a científicos que los han descubierto o sintetizado.

Ej: LUGAR PLANETA CIENTÍFICO LETRA INICIAL EN LÁTÍN O GRIEGOCalifornio Plutonio Einstenio Potasio L.Kalium ―K‖ Cenizas

Cloro Gr. Chloros ―Cl‖ Verde Cf Pu Es

118 elementos 91se encuentran en la naturaleza


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27 han sido sintetizados

23 conforman la materia viva

ELEMENTOS TRANSURÁNICOS (11Elementos de la serie de los Actínidos,todos esencialmente sintéticos, con númeroatómico mayor que el URANIO

Encontramos elementos que se encuentran en la naturaleza en forma biatómica y son: H 2, O2, N2, F2,Cl2, Br 2, I2. La simbolización moderna se le debe a ―Berzelius‖.

Pm, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es,Fm, Md, No, Lw, Rf, Ha, Unh,Uns, Uno, Mt, Unn, Uuu, Uub,Uut, Uuq, Uup, Uuh, Uus, Uuo

11 elementos en forma de gases: H2, O2, N2, F2, Cl2, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.5 elementos en forma líquida: Br, Hg, Ga, Cs, Fr.

102 elementos en forma sólida.

Metales 93 No metales 6 Metaloides 8 Gases 11

C,P,S,Se,Br,I B,Si,Ge,As,Sb,Te,Po,At.

8 elementos forman el 98% de la corteza terrestre. O2, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg.El elemento más abundante en la naturaleza es el O2.

Np, Pu, Am,Cm, Bk, Cf, Es,Fm, Md, No, Lr


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El elemento 43 Tc Tecnecio también se le llama Masurio.El elemento 73 Ta en la tabla periódica aparece Tantalio. Se le llama Tantalo.El elemento 74 W Wolframio también se le llama Tungsteno.

El elemento 103 Lw Laurencio en unas tablas su símbolo es Lr. El elemento 104 Rf Rutherfordio. Antes se le llamaba Kurchatovio Ku,

Unilcuadio UnqEl elemento 105 Ha Hahnio, Unilpentio Unp

ULTIMOS ELEMENTOS QUE HAN SALIDO.

NUMERO

ATOMICO

SIMBOLO NOMBRE NOMBRES DIFERENTES QUE

RECIBEN106

UnhUNILHEXIO SEABORGIO Sg

107 Uns UNILSEPTIO UNILHEPTIO,BORIO,Bh.NIELSBOHRIO.Ns

108 Uno UNILOCTIO HASIO Hs 109 Mt MEITNERIO UNE, UNILENIO 110 Unn UNUNNILIO111 Uuu UNUNUNIO112 Uub UNUNBIO113 Uut UNUNTRIO114 Uuq UNUNQUADIO

115 Uup UNUNPENTIO116 Uuh UNUNHEXIUM117 Uus UNUNSEPTIO118 Uuo UNUNOCTIO


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Los PERIODOS están formados

por un conjunto de elementos

que teniendo propiedades

químicas diferentes, mantienen

en común el presentar igual

número de niveles con

electrones en su envoltura,

correspondiendo el número de

PERIODO al total de niveles o

capas.

4

7

6

5

3

2

1

6

7

Las columnas verticales de la Tabla Periódica se

denominan GRUPOS (o FAMILIAS)

Los elementos que conforman un

mismo GRUPO presentan

propiedades físicas y químicas

similares.

¿Qué es un grupo?


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s1s2

d 1

d 2

d 3

d 4

d 5

d 6

d 7

d 8

d 9

d 10

p1 p2 p3 p4 p5 p6

Los elementos del mismo GRUPO tienen la misma

configuración electrónica del último nivel

energético.

1

IA

2

IIA

3

IIIB

5

VB

6

VIB

7

VIIB

9

VIIIB

11

IB

12

IIB

18

VIIIA17

VIIA

16

VIA

15

VA

14

IVA

13

IIIA

4

IVB

M E T A L E S

G A S E S

N O B L E S

SEMIMETALES

Agrupaciones

Carácter metálico

Un elemento se considera metálico cuando cede fácilmente

electrones y no tiene tendencia a ganarlos, es decir los

metales son muy poco electronegativos

Un no metal es todo elemento que difícilmente cede

electrones y si tiene tendencia a ganarlos, es muy

electronegativo

Los gases nobles no tienen carácter metálico ni no

metálico

Los semimetales no tienen muy definido su carácter, se

sitúan bordeando la divisoria


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Metales alcalinos

• El nombre de esta familia proviene de la palabra árabe álcalis, que

significa cenizas.

• Al reaccionar con agua, estos metales forman hidróxidos, que son

compuestos que antes se llamaban álcalis.

• Son metales blandos, se cortan con facilidad.

• Los metales alcalinos son de baja densidad

• Estos metales son los más activos químicamente

• No se encuentran en estado libre en la naturaleza, sino en forma de

compuestos, generalmente sales . Ejemplos:

El NaCl (cloruro de sodio) es el compuesto mas

abundante en el agua del mar.

El K NO3 (nitrato de potasio) es el salitre.

1

IA

Metales alcalinotérreos

• Se les llama alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus

óxidos

• Sus densidades son bajas, pero son algo mas elevadas que la de los

metales alcalinos

• Son menos reactivos que los metales alcalinos

• No existen en estado natural, por ser demasiado activos y,

generalmente, se presentan formando silicatos, carbonatos, cloruros

y sulfatos

2

IIA

Metales de transición

3

IIIB

5

VB

6

VIB

7

VIIB

9

VIIIB

11

IB

12

IIB

4

IVB

•TODOS SON METALES TÍPICOS; POSEEN UN LUSTREMETÁLICO CARACTERÍSTICO Y SON BUENOS CONDUCTORESDEL CALOR Y DE LA ELECTRICIDAD

• LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS DETRANSICIÓN CUBREN UNA AMPLIA GAMA Y EXPLICAN LAMULTITUD DE USOS PARA LOS CUÁLES SE APLICAN


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Metales de transicióninternos

Estos elementos se llaman

también tierras raras .

Halógenos

• Rara vez aparecen libres en la naturaleza, se encuentran

principalmente en forma de sales disueltas en el agua del

mar.

• El estado físico de los halógenos en condiciones ambientales

normales oscila entre el gaseoso del flúor y el cloro y el sólido

del yodo y el astato; el bromo, por su parte, es líquido a

temperatura ambiente

17

VIIA

Gases Nobles

• Son químicamente inertes lo que significa que no reaccionan

frente a otros elementos químicos

• En condiciones normales se presentan siempre en estado gaseoso.

18

VIIIA


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Familia del Boro

13

IIIA

Familia del Carbono

14

IVA

Familia del Nitrógeno

15

VA


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Familia del Oxígeno

16

VIA

ANALISIS DE LOS ELEMENTOS DE LA TABLA PERIODICA

GRUPO I A: LOS METALES ALCALINOS

Los metales alcalinos, Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio (Rb), Cesio (Cs) y Francio (Fr), sonmetales blandos de color gris plateado que se pueden cortar con un cuchillo. Presentan densidades muy bajas y son buenos conductores de calor y la electricidad; reaccionan de inmediato con el agua, oxigenoy otras substancias químicas, y nunca se les encuentra como elementos libres (no combinados) en lanaturaleza. Los compuestos típicos de los metales alcalinos son solubles en agua y están presentes en elagua de mar y en depósitos salinos. Como estos metales reaccionan rápidamente con él oxigeno, sevenden en recipientes al vacío, pero por lo general se almacenan bajo aceite mineral queroseno. En estegrupo los más comunes son el sodio y el potasio.

GRUPO II A: LOS METALES ALCALINOTÉRREOS

Entre los elementos del grupo II A. Se encuentran el Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca),Estroncio (Sr), Bario (Ba) y el Radio (Ra). Estos metales presentan puntos de fusión más elevados quelos del grupo anterior, sus densidades son todavía más bajas, pero son algo más elevadas que la de losmetales alcalinos comparables. Son menos reactivos que los metales alcalinos. Todos los metalesalcalinotérreos poseen dos electrones de valencia y forman iones con doble carga positiva (2 +).

El calcio ocupa el quinto lugar en abundancia; alrededor del 4 % de la corteza terrestre es calcio omagnesio. El carbonato de calcio es el compuesto que forma la greda, la piedra caliza y la calcita. Lacal, el cemento, los huesos y los depósitos de conchas marinas son ricos en calcio. El magnesiometálico se emplea para polvo de iluminación instantánea, bombillas fotográficas, y en aleaciones dealuminio, en especial para aviones y proyectiles. Casi todo el quot; agua dura quot; contiene ionescalcio y magnesio, el berilio es costoso, pero las aleaciones de este metal se emplean en herramientasque no producen chispas, en resortes y electrodos para soldadura por puntos. El berilio y suscompuestos son tóxicos. Los compuestos de bario son extensamente en pigmentos blancos. El radio esradiactivo.


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GRUPO III A:

El primer elemento del grupo III A es el Boro (B), un metaloide con un punto de fusión muy elevado yen el que predominan las propiedades no metálicas. Los otros elementos que comprenden este gruposon: Aluminio (Al), Galio (Ga), Indio (In), y Talio (Tl), que forman iones con una carga triple positiva(3 +). La densidad y las características metálicas aumentan conforme se incrementa el número atómicode este grupo.

El Boro no sé encuentra libre en la naturaleza, pero es el elemento fundamental del bórax. Estecompuesto se emplea como suavizante de agua y en agente de limpieza. Desde el punto de vistaquímico, el boro se comporta mas como el metaloide silicio que como el aluminio metálico.

El aluminio se encuentra adyacente a dos metaloides en la tabla periódica, pero en sus propiedades

predominan las de tipo metálico. El aluminio es un buen conductor de calor y la electricidad, y es unmetal dúctil que se emplea en alambres ligeros. Es el metal que más abunda en la corteza terrestre (8%), pero es demasiado activo para encontrarse libre en la naturaleza. Se utiliza por ejemplo enaeronaves, alambre de transmisión eléctrica, motores, automóviles, utensilios de cocina, pigmentos para pinturas y papel aluminio.

El Galio se funde a 29.8 c, solo un poco arriba de la temperatura ambiente, la demanda de este metal vaen aumento; tiene aplicaciones nuevas en semiconductores de estado sólido para computadores y celdassolares. El indio es muy blando; entre otras cosas, se emplea en transistores y recubrimientos deespejos. El talio y sus compuestos son tóxicos.

GRUPO IV A: LA FAMILIA DEL CARBONO.

El carácter metálico aumenta de arriba hacia abajo en el caso de los elementos Carbono (C), Silicio(Si), Germanio (Ge), Estaño (Sn), y Plomo (Pb). Las diferencias en la posición cristalina de los átomosde carbono explican la dureza resbaladiza del grafito negro. A las formas distintas de un mismoelemento, como estas, se les llama alótropos. A mediados de la década de 1980 sé descubrió una nuevaforma alotrópica del carbono, con 60 átomos dispuestos en un patrón parecido a la superficie de un balón de fútbol a estas esferas de carbono 60 se les suele dar el nombre de buck y bolas. El carbonovegetal es una forma alotrópica no cristalina (o quizás microcristalina) del carbono; no presenta un patrón atómico definido. Además de los dos óxidos de este elemento, dióxido de carbono (CO2) ymonóxido de carbono (CO) el carbón está presente en más de 8 millones de compuestos. Entre los

compuestos orgánicos (que contienen carbono) están las sustancias naturales presentes en todos losseres vivos. Todos los productos del petróleo y los sintéticos que van de los plásticos a las fibras ymedicamentos, son también compuestos orgánicos.

El silicio, el segundo miembro de este grupo, es un metaloide en el que predominan las propiedades nometálicas. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (26%) pero no se encuentracomo elemento libre, la arena de cuarzo, que es dióxido de silicio, se emplea en la producción de vidrioy cemento. El silicio posee un lustre metálico gris. Este metaloide ha ejercido un impacto enorme en latecnología moderna, pues se emplea silicio extremadamente puro en la manufactura de


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semiconductores y chips de computadora. El carborundo es carburo de silicio, un compuesto de silicioy carbono que se utiliza en herramientas de corte y esmerilado. El germanio es también unsemiconductor metaloide y participa en miles de aplicaciones electrónicas.

GRUPO V A:

Entre los elementos del grupo V A están los no metales Nitrógeno (N) y Fósforo (P), los metaloidesArsénico (As) y Antimonio (Sb), y el metal pesado Bismuto (Bi). Como se ve, en este grupo hay uncambio total en apariencia y propiedades de arriba hacia abajo.

El nitrógeno gaseoso diatómico (N2) constituye el 78 % del aire en volumen. Tanto el nitrógeno comoel fósforo son fundamentales para la vida. El nitrógeno es un elemento indispensable para losaminoácidos que componen todas las proteínas. Las moléculas de nitrógeno del aire no son muyreactivas, pero ciertas bacterias del suelo pueden "fijar" el nitrógeno al convertir el elemento enamoniaco, que en esa forma puede ser incorporado por las raíces de las plantas. En escala industrial, el

nitrógeno y el hidrógeno gaseosos se combinan para producir amoniaco gaseoso, nh3 que se utilizacomo fertilizante y también en la manufactura de ácido nítrico y diversos explosivos.

El fósforo es un sólido reactivo que no se encuentra libre en la naturaleza. Una de las formasalotrópicas del fósforo es un material rojo púrpura no cristalino que alguna vez se utilizo para fabricarcerillas. Otra forma alotrópica, de formula p4 presentan una apariencia cerosa cristalina de coloramarillento y es preciso mantenerla bajo el agua para evitar su combustión espontánea con el oxigenodel aire. El fósforo se emplea en la fabricación de cerillas, bombas de humo, balas trazadoras plaguicidas y otros muchos productos. Este elemento es fundamental para todas las células vegetales yanimales.

El arsénico es un metaloide en el que predominan las propiedades no metálicas. Tanto el elementocomo sus compuestos son tóxicos, en parte porque el primero puede imitar casi por completo elcomportamiento químico del fósforo, pero el arsénico es incapaz de funcionar como el fósforo en lostejidos vivos, y tiene resultados letales. Ciertos insecticidas y fungicidas agrícolas contienen arsénico.El elemento también se utiliza en aplicaciones de semiconductores e en láseres.

El antimonio es un metaloide en que predominan las propiedades metálicas. El elemento es quebradizoy escamoso, con lustre metálico. Se emplea para aumentar la dureza del plomo destinado a las bateríasde automóvil, en cubiertas para cable y en balas trazadoras. Ciertos compuestos de antimonio se usanen pigmentos para pinturas, en esmaltes cerámicos y en agentes para incombustibilizar.

El bismuto es el único metal verdadero en este grupo. Se utiliza para hacer aleaciones como el peltre, yaleaciones de bajo punto de fusión que se emplean en fusibles eléctricos y sistemas de aspersión contraincendios. Ciertos compuestos de bismuto se usan en polvos faciales y cosméticos.

GRUPO VI A: LA FAMILIA DEL OXIGENO

Los elementos del grupo VI A, conocidos como la familia del grupo del oxigeno, comprenden alOxigeno (O), Azufre (S), Selenio (Se), Telurio (Te) y Polonio (Po). Aunque todos ellos tienen seis


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electrones de valencia, sus propiedades varían de no metálicas a metálicas en cierto grado, conformeaumenta el número atómico.

El oxigeno gaseoso, O2 es fundamental para la vida; es necesario para quemar los combustibles fósiles

y obtener así energía, y se requiere durante el metabolismo urbano para quemar carbohidratos. Enambos procesos, los productos secundarios son dióxido de carbono y agua. El oxigeno constituye el 21% en volumen del aire y el 49.5 % en peso de la corteza terrestre.

La otro forma alotrópica del oxigeno es el ozono, cuya fórmula es O3 es mas reactivo que el oxigenoordinario y se puede formar a partir de oxigeno en un arco eléctrico, como el descargador a distancia deun motor eléctrico, también se puede producir ozono por la acción de la luz ultravioleta sobre eloxigeno; esto explica el aroma " fresco del aire durante las tormentas eléctricas".

El azufre es el segundo elemento no metal del grupo. A temperatura ambiente es un sólido amarillo pálido que se encuentra libre en la naturaleza. Lo conocían los antiguos y se le menciona en el libro del

génesis como piedra de azufre. Las moléculas de azufre contienen ocho átomos de azufre conectados aun anillo; su fórmula es S8 . El azufre tiene una importancia especial en la manufactura de neumáticosde hule y ácido sulfúrico, H2SO4 . Otros compuestos de azufre son importantes para blanquear frutos ygranos.

El selenio es un no metal que presenta interesantes propiedades y usos. La conductividad de esteelemento aumenta con la intensidad de la luz. A causa de esta fotoconductividad, el selenio se autilizado en los medidores de luz para cámaras fotográficas y en fotocopiadoras, pero la preocupaciónque origina su toxicidad ha hecho que disminuya su uso. El selenio también puede convertir lacorriente eléctrica alterna en corriente directa; se ha utilizado en rectificadores, como los convertidoresque se usan en los radios y grabadores portátiles, y en herramientas eléctricas recargables. El color rojo

que el selenio imparte al vidrio lo hace útil en la fabricación de lentes para señales luminosas.

El telurio, tiene aspecto metálico, pero es un metaloide en el que predominan las propiedades nometálicas. Se emplea en semiconductores y para endurecer las placas de los acumuladores de plomo yel hierro colado. Se presenta en la naturaleza en diversos compuestos, pero no es abundante. El polonioes un elemento radiactivo poco común que emite radiación alfa y gama; su manejo es muy peligroso.Los usos de este elemento se relacionan con su radiactividad, y fue descubierto por Marie curie, quienle dio este nombre en honor a su natal Polonia.

GRUPO VII A: LOS HALÓGENOS.

Comprenden el Fluor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Yodo (I), y Astato (At). El nombre de la familiahalógeno proviene de las palabras griegas que significan "formadores de sales". Cada átomo dehalógeno tiene siete electrones de valencia. Como elementos, los halógenos son todos diatomicos,tienen dos a tomos por molécula y son demasiado reactivos como para encontrarse libres en lanaturaleza.

El primer halógeno, el Flúor es un gas amarillo pálido, que es el elemento con mas carácter no metálicode todos. Tienen una fuerte tendencia a ganar un electrón para formar iones fluoruro. Tanto la maderacomo el hule arden en forma espontánea en fluor gaseoso. El fluor se emplea en la producción de


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compuestos con carbono llamados fluorocarbonos, como el Freon-12, CCL2F2, que se utiliza comorefrigerante en aparatos de aire acondicionado. El "resina anti-adherente" ó "fluoropolímero" (laempresa me prohibió poner el nombre comercial) es un fluorocarbono que es un polímero; tieneunidades moleculares de dos átomos de carbono y cuatro átomos de flúor que se repiten miles de veces

en largas cadenas. Los compuestos de flúor también se utilizan para prevenir la caries dental y enciertos lubricantes.

El cloro es un gas amarillo verdoso de olor irritante, que reacciona con casi todos los elementos. Enconcentraciones elevadas es muy venenoso, pero es bajas concentraciones puede salvar vidas: seemplea para purificar el agua potable, se emplea en la producción de papel, textiles, blanqueadores,medicamentos, insecticidas, pinturas, plásticos y muchos otros productos de consumo.

El Bromo es el único elemento no metálico que es líquido a temperatura ambiente. Este líquidoreactivo de color rojo sangre con un vapor rojo, es picante y venenoso; se debe manejar con extremocuidado. El elemento se obtiene principalmente procesando salmuera extraída de los pozos de Arkansas

y Michigan. también se puede obtener bromo del agua de mar, pero esto ya no constituye una fuenteimportante del elemento. El bromo se utiliza en la producción de sustancias químicas para fotografía,colorantes y retardantes de flama, y en la manufactura de una amplia variedad de otras sustanciasquímicas, incluso productos farmacéuticos.

A temperatura ambiente el yodo es un sólido cristalino de color gris metálico. Cuando se calienta, elyodo sólido se sublima, es decir se transforma, directamente del estado sólido al gaseoso sin pasar porel estado líquido. El vapor de yodo presenta un hermoso color violeta brillante. El yodo que es menosabundante que otros halógenos, se obtiene de pozos de salmuera que hay en los campos petroleros deCalifornia y Luisiana. El elemento está presente también en ciertos vegetales marinos, como las algas,los compuestos de yodo se utilizan en productos químicos para fotografía y también en ciertos

medicamentos. El cuerpo humano necesita un poco de yodo para elaborar la hormona tiroxina.

Todos los isótopos del Ástato son radioactivos. Se cree que la cantidad total de este elemento, existe enla corteza terrestre, es menor que 30 gramos (una onza). Muestras minúsculas de este inestableelemento se sintetizaron por primera vez en la universidad de California, Berkeley, en 1940.

GRUPO VIII A: LOS GASES NOBLES.

Esta familia incluye al Helio (He), Neon (Ne), Argón (Ar), Criptón (Kr), Xenón (Xe) y Radon (Rn).Los gases nobles existen en forma de átomos gaseosos monoatómicos (solos) que no tienden a participar en reacciones con otros elementos.

Todos los gases nobles poseen un nivel energético externo lleno por completo de electrones (dos en elhelio y ocho en todos los demás). Esta distribución estable de electrones explica la naturaleza noreactiva de estos elementos. Alrededor del 1 % de la atmósfera de la tierra es Argón, y los otros gasesnobles están presentes en cantidades muy pequeñas. A excepción del helio, que se extrae de pozos degas natural, estos elementos se separan del aire licuado.

Durante la década de 1890, el químico escocés Sir William Ramsay y sus colaboradores, descubrieronla existencia de todos estos elementos excepto el helio y el radón. Cuando Janssen, astrónomo,


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empleaba un espectroscopio para estudiar un eclipse de sol en 1868, observo una nueva línea en elespectro. Se concluyo que el sol tenía un elemento aun no descubierto que más tarde recibió el nombrede helio, derivado de la palabra griega helios, que significa el "sol". El primer descubrimiento de la presencia de helio en la tierra tuvo lugar en 1895, cuando Sir William Ramsay encontró una muestra de

mineral de uranio producía helio gaseoso. El radón es un gas radioactivo descubierto en 1900 porFriedrich Dorn, físico quien encontró que se producía este elemento durante la descomposiciónradioactiva del elemento radio.

Debido a su baja densidad u naturaleza no inflamable, el helio se utiliza para inflar globos y dirigibles(zeppelines), y para mantener bajo presión el combustible líquido de los cohetes saturno. La propiedadque distingue a los gases nobles como grupo, es su calidad de "inertes". Por ejemplo, el helio y el argonse emplean en la soldadura del arco y en procesos metalúrgicos, para evitar la reacción de losmateriales con el oxigeno y el nitrógeno del aire. Las bombillas de luz y los tubos fluorescentes sellenan con una mezcla de Argón y nitrógeno, que provee una atmósfera inerte para prolongar la vidadel filamento. El criptón es más costoso, pero se utiliza para aumentar la eficiencia y brillantes de

ciertas bombillas de lámpara de mano y de aditamentos de destello electrónico que se emplea enfotografía. La brillante luz naranja-rojiza de los anuncios de neón se produce cuando se hace pasar unacorriente eléctrica a través de un tubo que contiene gas neón a baja presión. La naturaleza no reactivade los gases nobles los hace muy valiosos.

METALES DE TRANSICIÓN.

Los metales de transición se localizan en la parte central de la tabla periódica y se les identifica confacilidad mediante un número romano seguido de la letra "B" en muchas tablas. No hay que olvidar,sin embargo, que ciertas tablas periódicas emplean un sistema distinto de rótulos, en el que los primeros grupos de metales de transición están marcados como grupos "A" y los dos últimos grupos de

metales de transición se identifican como grupos "B". Otras tablas no emplean la designación de "A" o"B".

En general, las propiedades de los metales de transición son bastantes similares. Estos metales son másquebradizos y tienen puntos de fusión y ebullición más elevados que los otros metales. Las densidades, puntos de fusión y puntos de ebullición de los metales de transición aumentan primero y luegodisminuyen dentro de cada periodo, conforme aumenta el número atómico. Esta tendencia es másnotoria en los metales de transición del sexto periodo. Los metales de transición son muchos menosreactivos que los metales alcalinos y alcalinotérreos. Así, aunque los metales alcalinos, como el sodio oel potasio, nunca se encuentran libres en la naturaleza, si se ha podido encontrar muestras relativamente puras de varios metales de transición, como oro, plata, hierro y manganeso.

Los metales de transición pueden perder dos electrones de valencia del subnivel s mas externo, ademásde electrones d retenidos con poco fuerza en el siguiente nivel energético más bajo. Así un metal detransición en particular, puede perder un número variable de electrones para formar iones positivos concargas distintas. Por ejemplo, el hierro pueden formar el ion fe ²+ o el Ion Fe³+ se dice que el hierrotienen números de oxidación +2 y +3. Muchos compuestos de metales de transición presentan uncolorido brillante gracias a un número variable de electrones no apareados.


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El cobre, la plata y el oro se les llama metales de acuñación. Los tres son buenos conductores de calor yelectricidad. El cobre tiene un color rojizo característico, que poco a poco se oscurece conformereacciona el metal con el oxigeno y los compuestos de azufre del aire. El cobre se emplea de maneraextensa en aplicaciones eléctricas, monedas, tubería para agua y en aleaciones muy conocidas como el

latón, el bronce y la plata sterling.

La plata con un brillante lustre metálico, es el mejor conductor tanto de calor como de la electricidad.Se emplea en monedas, joyería, contactos eléctricos, circuitos impresos, espejos, baterías, y productosquímicos para fotografía. El oro es el más maleable y dúctil de los metales. Es blando, pero por logeneral contiene cantidades pequeñas de otros metales para hacer aleaciones que son más resistentes.El oro no reacciona con el aire ni con la mayor parte de las sustancias químicas.

Entre otros metales de transición familiares están el cromo, hierro cobalto, níquel y zinc, del cuarto periodo de la tabla periódica. Estos metales se emplean mucho en diversas herramientas y enaplicaciones relacionadas. El hierro es el cuarto elemento más abundante y es el metal menos costoso.

Las aleaciones del hierro, conocidas como acero, contienen cantidades pequeñas de metales comocromo, manganeso y níquel, que le dan resistencia, dureza y durabilidad. El hierro que está cubiertocon una delgada capa de zinc se dice que esta galvanizado. Algo así como la tercera parte de todo elzinc que se produce de emplea para galvanizar alambre, clavos y metal laminado. El zinc es importanteen la producción de latón, pilas secas y fundiciones a troquel para objetos automotrices y de ferretería.

METALES DE TRANSICIÓN INTERNOS.

Las dos filas de la parte inferior de la tabla periódica se conocen como metales de transición internos.Localiza el lantano con el numero atómico 57. La serie de elementos que siguen al lantano (loselementos con número atómico del 58 al 71) se conocen como los lantánidos. Estos elementos tienen

dos electrones externos en el subnivel 6s, más electrones adicionales en el subnivel 4f. De manerasimilar, la serie de elementos que siguen al actinio (los elementos con número atómico del 90 al 103) seconocen como actínidos, que tienen dos electrones externos en el subnivel 7s, mas electronesadicionales en el subnivel 5f. En el pasado, a los elementos de transición internos se les llamaba "tierrasraras", pero esta no era una buena clasificación, pues la mayor parte no son tan raros como algunosotros elementos son, sin embargo muy difícil de separar.

Los lantánidos y actínidos poseen subniveles f parcialmente ocupados. Tienen propiedades tansimilares que resulta difícil separarlos químicamente, aunque los métodos más nuevos han permitido bajar los costos de purificación. Estos metales, a diferencia de los metales de transición, son blandos ymaleables. Se emplean en piedras de encendedores de cigarrillos, lámparas de arco de carbono, láseres,

agentes colorantes para el vidrio y compuestos que producen el intenso color rojo que se requiere paralos cinescopios de televisión.

ELEMENTOS TRANSURÁNICOS.

El uranio, con el numero atómico 92, pertenece a la serie de los actínidos y tiene mas protones quecualquier otro elemento presente en la naturaleza. En 1940 se sintetizo un nuevo elemento con 93 protones en la universidad de California en Berkeley. Este elemento, llamado neptunio, es el primermiembro de los elementos sintéticos con números atómicos mayores de 92. A estos elementos se les


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llama transuránicos, y todos ellos son radioactivos. El plutonio también se sintetizo en 1940; en laactualidad se produce como un producto secundario de reactores nucleares. Hasta ahora se han producido 16 elementos transuránicos; algunos de ellos son bastante estables, en tanto que otros sufrencon facilidad una desintegración radioactiva. Los nombres de los elementos del 95 al 103 se derivaron

de lugares y científicos importantes. Los elementos del 95, 97 y 98 recibieron su nombre en honor deAmérica, Berkeley y California, respectivamente. Los elementos con números atómicos 96, 99, 100,101, 102, y 103 fueron bautizados, respectivamente, en honor a los Marie Curie, Pierre Curie, AlbertEinstein, Enrico Fermi, Mendeleiev, Alfred Nobel y Ernest Orlando Lawrence (inventor del ciclotrón).En 1994 se propuso formalmente que el elemento 106 se llamara seaborgio (Sg) en honor de GlennTheodore Seaborg, por su trabajo con los elementos transuránicos.

El equipo que se requiere para producir nuevos elementos transuránicos se ha vuelto más complejo, pero no hay razón para dudar de que sinteticen elementos adicionales, o de que se encuentren nuevosusos para los elementos naturales y sintéticos.

Cada uno de los e- de cada elemento viene determinado por una combinación de cuatro númeroscuánticos, de tal manera, que tal y como se enunció en el principio de exclusión de Pauli: ―No hay doselectrones del mismo átomo que tenga los cuatro números cuánticos iguales.

TABLA PERIÓDICA MODERNA

La tabla periódica moderna está relacionada con la configuración electrónica de los átomos. En ella seencuentran todos los elementos químicos conocidos, tanto los 92 que se encontraron en la Naturalezacomo los que se obtuvieron en el laboratorio por medio de reacciones nucleares.


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Los elementos están ordenados por su número atómico creciente, deizquierda a derecha. Comienza por el 1H, sigue con el 2He, 3Li, 4Be, 5B, 6C,7 N, 80, etcétera.A cada elemento le corresponde un casillero, donde figuran el correspondiente

símbolo y otros datos, tales como el número atómico, la masa atómica, ladistribución de los electrones, etcétera.

Las filas horizontales se denominan períodos y las columnas verticalesreciben el nombre de grupos.

PERÍODOS

En total existen siete períodos, numerados del 1 al 7 de arriba hacia abajo. En el primer período sólo hay dos elementos: Hidrógeno y Helio. Sus átomos tienen un solo nivel

de energía y sus configuraciones electrónicas son l y 2, respectivamente.Período 1 = una órbita = 2 elementos

En el segundo período hay ocho elementos: Li, Be, B, C, N. O, F y Ne. Todos ellos tienen completosu primer nivel (2) y van completando el segundo nivel del siguiente modo: Li = 2-1, Be = 2-2, B =2-3, C = 2-4, N = 2-5, 0 = 2-6, F = 2-7, Ne = 2-8.

Periodo 2 = dos órbitas = 8 elementos

En el tercer periodo también hay ocho elementos: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar. Presentan sus dos primeras órbitas completas (2-8) y los electrones van llenando la tercera órbita. El último elementoes el Ar cuya configuración electrónica es 2-8-8.

Período 3 = tres órbi tas = 8 elementos

El cuarto período es más largo, está formado por dieciocho elementos.

Período 4 = cuatro órbitas = 18 elementos

El quinto período es análogo al anterior y también cuenta con dieciocho elementos.

Período 5 = cinco órbitas = 18 elementos

El sexto período es el más largo de todos, pues tiene 32 elementos.

Período 6 = seis órbi tas = 32 elementos

El período séptimo es análogo al sexto aunque no se ha producido la cantidad necesaria deelementos para completarlo.

Período 7 = siete órbitas = ? elementos


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Una línea quebrada que pasa entre el boro y el aluminio y desciendehasta el polonio y el ástato señala la separación entre metales y nometales. Esta separación no debe ser considerada como un límiteabsoluto entre metales y no metales: cerca de este límite arbitrario, hay

elementos que presentan características tanto de los metales como de losno metales, y por ello a veces reciben el nombre de metaloides (Al, Si,Ge, As, etc.)

Tabla I: En ROJO se muestran los METALES, en VERDE los NO METALES y en AMARILLO losGASES INERTES

A partir de su ubicación en la tabla, se puede deducir la estructura atómica del elemento.

Los elementos situados después del uranio, reciben el nombre de transuránidos. Estos elementos noexisten en la Naturaleza y han sido obtenidos artificialmente por reacciones nucleares.

Clasif icación de los elementos según su conf iguración electrónica

Sobre la base de su configuración electrónica, los elementos químicos se pueden clasificar en cuatrogrupos:

1. Gases inertes: presentan su órbita electrónica externa completa con ocho electrones, con excepcióndel He, que tiene dos electrones. Ocupan el grupo 18 de la Tabla Periódica.

2. Elementos representativos: son aquellos que tienen su órbita externa incompleta. Comprende a loselementos que ocupan los grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16 y 17 de la Tabla Periódica.

3. Elementos de transición: se caracterizan por presentar su dos últimas órbitas incompletas.Corresponden a esta clase los elementos de los grupos 3 al 12 de la Tabla.

4. Elementos de transición interna: son los que presentan sus tres últimas órbitas incompletas.Constituyen las denominadas tierras raras (lantánidos y actínidos) ubicadas generalmente al pie dela Tabla.


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Tabla II: En VERDE se muestran los ELEMENTOS REPRESENTATIVOS, enAMARILLO los ELEMENTOS DE TRANSICIÓN, en AZUL los GASES

INERTES y en ROJO los ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA

PROPIEDADES PERIÓDI CAS

En la Tabla Periódica, donde los elementos están ordenados por sus números atómicos (Z) crecientes,se observa una repetición periódica de las propiedades. Algunas de las propiedades en las que semuestra dicha periodicidad son el radio atómico, el radio iónico, el potencial de ionización y la afinidadelectrónica.51. Radio atómicoEl radio atómico es la distancia existente entre el centro del núcleo y la órbita electrónica externa del

átomo.Al comparar los radios atómicos de los elementos en la Tabla Periódica se observa:a) En un mismo período de la Tabla Periódica el radio atómico disminuye de izquierda a derecha.Así, en el segundo período se tiene:

Z 3 4 5 6 7 8 9lemento Li Be B C N O Fadio atómico (A) 1,52 1,11 0,88 0,77 0,70 0,66 0,64

El modo como varía el radio atómico se atribuye al aumento de la carganuclear que, en este período, va de +3 en el Li a +9 en el F. Al ser mayor la

carga nuclear, los electrones que están en la misma órbita son atraídos conmayor intensidad por el núcleo y entonces el radio disminuye.Los gases inertes constituyen una excepción a este comportamiento, pues altener un número mayor de electrones en su última órbita, la repulsión eléctricaque se establece entre ellos produce un incremento del radio atómico. Así, el

10 Ne, que completa el segundo período, tiene un radio atómico de 1,12 A. b) En un mismo grupo de la Tabla Periódica, el radio atómico aumenta de arriba hacia abajo.

En el caso del grupo 1 se observa:


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Período1 2 3 4 5 6 7

Z 1 3 11 19 37 55 87

lemento H Li Na K Rb Cs Fradio atómico (A) 0,30 1,52 1,86 2,31 2,44 2,62 2,70

El incremento del radio atómico es consecuencia del aumento del número de órbitas.Si bien la carga nuclear aumenta de +l en el H a+87 en el Fr, las capas electrónicas producen un "efecto pantalla" que reduce la atracción que ejerce sobre los electronesel núcleo positivo.La variación del radio atómico de los elementos en la Tabla Periódica puedeesquematizarse así:

2. Radio iónico Se entiende por radio iónico a la distancia entre el centro del núcleo y la órbita electrónica externa delion.

Cuando un átomo neutro cede electrones, transformándose en catión, suradio disminuye. Así en el caso del átomo de sodio, cuyo radio es de 1,86 A,al convertirse en catión reduce su radio a 0,95 A.Por el contrario, si un átomo gana electrones, completando su última órbitacon ocho electrones, se transforma en anión y su radio aumenta. Esto seexplica por la repulsión eléctrica entre los electrones, de modo similar a loantes señalado para los gases inertes. En el flúor, por ejemplo, el radioatómico es de 0,64, mientras que el radio iónico de su anión aumenta a 1,36A.

3. Potencial de ionización

Cuando a un átomo neutro se le quita un electrón se ioniza, transformándose en un catión. Así, si a unátomo de litio se le arrebata un electrón se convierte en un catión de litio con una carga positiva, lo cual puede expresarse de este modo:

e1LiLi El proceso para arrancar un electrón requiere cierta cantidad de energía que se denomina potencial deionización y que se puede definir así:

Potencial de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón de la capa externa de un átomoaislado.


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Para expresar el potencial de ionización se suele utilizar una unidad muy pequeña, denominadaelectrón-volt, que es equivalente a 1,6.10-9 joule.Así, en el caso del litio, se necesita una energía de 5,4 electrón-volt para quitarle un electrón.El potencial de ionización también resulta ser una función periódica del número atómico, observándose

lo siguiente:a) En general, dentro de cada período de la Tabla Periódica, el potencial de ionización aumenta deizquierda a derecha.En el caso del 2° período se observa:

Z 3 4 5 6 7 8 9 10lemento Li Be B C N O F Neot. De ionización

(eV)5,4 9,3 8,3 11,3 14,5 13,6 17,4 21,6

Los metales tienen un potencial de oxidación inferior a los no metales.El incremento que se observa en el potencial de ionización se relaciona con el aumento del númeroatómico, o sea, de la carga nuclear positiva que atrae más a los electrones negativos. b) En un mismo grupo de la Tabla Periódica, el potencial de ionización disminuye de arriba haciaabajo.Así, en el Grupo 1, se observa:

Z 3 11 19 37 55Elemento Li Na K Rb Cs

Período

2 3 4 5 6

Pot. De ionización(eV)

5,4 5,1 4,3 4,2 3,9


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Al aumentar el número atómico se incrementa el número de órbitas y, por lo tanto, se reduce laatracción entre el núcleo y los electrones externos.

Como se observa, el potencial de ionización varía de modo inverso a como lo hace el radio atómico.En forma esquemática se puede expresar la variación del potencial de ionización en la Tabla Periódicade la siguiente forma:

4. Afinidad electrónica

En las propiedades químicas de los elementos, ejerce una considerable influencia la tendencia de unátomo neutro a capturar electrones para transformarse en anión. Esta cualidad se mide por ladenominada afinidad electrónica, que puede definirse así:Energía que se libera cuando un átomo neutro gana un electrón.Esta afinidad se mide en electrón-volt (eV).Los no metales, en particular los del grupo 17, tienen una gran afinidad electrónica. A modo de ejemplose pueden señalar los siguientes valores en eV: Flúor 3,6, Cloro 3,75, Bromo 3,53, Yodo 3,2, Oxígeno2,2.En general, la afinidad electrónica varia en la Tabla Periódica de modo análogo al potencial de


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ionización.


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NOMENCLATURA INORGÁNICA

Valencia: Se denomina capa de valencia de un átomo a su capa más externa de electrones. Loselectrones de esta capa se denominan electrones de valencia y determinan la capacidad que tiene losátomos para formar enlaces.

Número de Oxidación: Se conoce como numero de oxidación de un elemento a la carga que poseeun átomo de dicho elemento, cuando se encuentra en forma de ión. Los números de oxidación pueden ser positivos o negativos según la tendencia del átomo a perder o ganar electrones. Loselementos metálicos siempre tiene números de oxidación positivo, mientras los no metálicos pueden tenerlos positivos o negativos.

Función química: Es un conjunto de compuestos o sustancias con características y

comportamientos comunes.

Grupo funcional: Es un átomo o grupo de átomos que le confieren a los compuestos pertenecientes a una función química sus propiedades principales.

Elemento: Se denomina elemento a toda sustancia que no puede descomponerse en otras mássencillas por métodos químicos.

Nombre y símbolo de un elemento: Cada elemento se identifica por un nombre y se representamediante una letra o conjunto de letras denominado símbolo.

Moléculas: Sustancias simples y sustancias compuestasSe denomina molécula a la cantidad mínima de materia capaz de existir conservando todas las propiedades de la sustancia original.

Sustancias simples o elementales : son las formadas por átomos de un mismo elemento. Porejemplo: hidrógeno (H2), oxígeno (O2), mercurio (Hg), etc.

Sustanci as compuestas o simplemente compuestos : son aquellas sustancias puras formadas porcombinación de dos o más elementos, en relación constante de masas. Las moléculas de uncompuestos están constituidas por dos o más clases de átomos. Por ejemplo, el agua (H2O), cuyamolécula está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

En la química inorgánica las funciones más importantes son:

Oxidos: Básicos y Ácidos

Hidruros: Metálicos y no metálicos.

Hidróxidos.

Ácidos: Oxácidos y Hidrácidos.


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Sales: Neutras, dobles, ácidas, básicas.

El siguiente diagrama muestra la relación entre las funciones químicas:

NomenclaturaLa nomenclatura constituye el conjunto de reglas mediante las cuales se puede asignar un nombreunívoco a cualquier sustancia simple o compuesta Existe tres clases de nombres: comunes, funcionales y sistemáticos Nombre común: es todo nombre no ajustado a una regla y que no está muy arraigado al lenguajequímico.Por ejemplo:H2O: agua NH3: amoníaco Nombre funcional: es el que resulta de la combinación de dos palabras que establecen la identificaciónde un compuesto, basándose en la función química que lo constituye. La primera palabra indica elnombre genérico, y la segunda , el nombre específico, que indica de que especie química se trata.Por ejemplo:H2SO4: ácido sulfúrico

Nombre sistemático: es el que indica la naturaleza y las proporciones de los constituyentes de unasustancia. Puede llevar o no prefijos numerales.Por ejemplo:Cl2O5: pentaóxido de dicloroPrefijos numerales: los prefijos numerales se emplean cuando en una sustancias existenvarios constituyentes idénticos.Si los constituyentes son monoatómicos , se usan los prefijos:


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1= mono 5= penta 9= enea o nona2= di 6= hexa 10= deca3= tri 7= hepta 11= endeca o undeca

4= tetra 8= octa 12= dodeca

SUSTANCIAS ELEMENTALESLas sustancias elementales, denominadas también sustancias simples, son aquéllas que están formadas por átomos de un mismo elemento. Nomenclatura y formulaciónEjemplos:Fórmula nombre sistemático Nombre comúnH mono hidrógeno hidrógeno atómicoO2 di oxígeno oxígeno

O3 ozonoP4 fósforo blanco

COMBINACIONES BINARIAS DEL HIDRÓGENO

Se distinguen las siguientes combinaciones binarias del hidrógeno:a.- Combinaciones del hidrógeno con los siguientes elementos: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodo(I), azufre (S), selenio (Se) y teluro (Te) denominadas hidrácidos b.- Combinaciones del hidrógeno con otros no metales o hidruros no metálicosc.- Combinaciones del hidrógeno con metales o hidruros metálicos

HIDRÁCIDOSLas combinaciones binarias del hidrógeno con los elementos F, Cl, Br, I, S, Se y Te, se denominanhidrácidos, este nombre es debido al carácter ácido de sus soluciones acuosas.Regla: Ejemplo:H X nH S 2 raíz nombre X....uro de hidrógeno Sulf uro de hidrógenoEjercicios.Fórmula Nombre sistemático Nombre comúnHF fluoruro de hidrógeno ácido fluorhídricoHBr bromuro de hidrógeno ácido bromhídrico

H2Se seleniuro de hidrógeno ácid

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Apuntes Quimica Inorganica