Introducción
La presente investigación se refiere al tema de la tabla periódica, respecto a los grupos 4,5,6 y 7, para dar a conocer la importancia, características, funciones, etc, así como también se dará a conocer la formación y propiedades presentes en ellos.
Hay que tener en cuenta que en la tabla periódica podemos a llegar a encontrar una gran variedad de elementos, pero en esta ocasión nos centraremos en los correspondientes a los grupos ya antes mencionados.
Objetivos
- Reconocer cada uno de los elementos que conforman cada grupo antes mencionado de la tabla periódica.
- Investigar y conocer más a fondo la tabla periódica y sus componentes.
- Reconocer el origen de los elementos de los grupos, su composición y lugares o sitios en donde se pueden encontrar.
- Reconocer los componentes de los elementos y su composición.
Marco teórico
Grupo número 4:
Familia del carbono
Se llama la familia del carbono o elementos carbonoideos porque el carbono es el primer elemento del grupo y el más abundante. En la notación IUPAC se le llama grupo 14, cada uno de estos elementos tiene 4 electrones en su capa mas externa. En combinaciones con otros elementos, el carbono se encuentra en la atmósfera terrestre y disuelto en el agua y acompañado de menores cantidades de calcio, magnesio y hierro forma enormes masas rocosas (caliza, dolomita, mármol, etc).
Estos elementos más de la cuarta parte de la corteza terrestre y solo podemos encontrar en su forma natural al carbono, al estaño y al plomo. Estos elementos no suelen reaccionar con el agua, lo ácidos reaccionan con el germanio, estaño y plomo, las bases fuertes atacan a los elementos de este grupo, con la excepción del carbono, desprendiendo hidrógeno, reaccionan con el oxígeno forman óxidos.
Elementos que lo conforman:
El carbono es un elemento que posee formas alotrópicas. Presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio atómica le permite formar enlaces múltiples.
El carbono es un elemento químico de aspecto negro (grafito) o incoloro (diamante) con número atómico 6. Su símbolo es C y pertenece al grupo de los no metales y su estado habitual en la naturaleza es sólido. El carbono está situado en la posición 6 de la tabla periódica.
Con mucho, el grupo más grande de estos compuestos es el constituido por carbono e hidrógeno. Se estima que se conoce un mínimo de 1.000.000 de compuestos orgánicos y este número crece rápidamente cada año. Aunque la clasificación no es rigurosa, el carbono forma otra serie de compuestos considerados como inorgánicos, en un número mucho menor al de los orgánicos.
El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza. Se estima que el carbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono libre se encuentra en grandes depósitos como hulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrógeno-nitrógeno. El carbono cristalino puro se halla como grafito y diamante.
Grandes cantidades de carbono se encuentran en forma de compuestos. El carbono está presente en la atmósfera en un 0.03% por volumen como dióxido de carbono. Varios minerales, como caliza, dolomita, yeso y mármol, tienen carbonatos. Todas las plantas y animales vivos están formados de compuestos orgánicos complejos en donde el carbono está combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Los vestigios de plantas y animales vivos forman depósitos: de petróleo, alfalto y betún. Los depósitos de gas natural contienen compuestos formados por carbono e hidrógeno.
El elemento libre tiene muchos usos, que incluyen desde las aplicaciones ornamentales del diamante en joyería hasta el pigmento de negro de humo en llantas de automóvil y tintas de imprenta. Otra forma del carbono, el grafito, se utiliza para crisoles de alta temperatura, electrodos de celda seca y de arco de luz, como puntillas de lápiz y como lubricante. El carbón vegetal, una forma amorfa del carbono, se utiliza como absorbente de gases y agente decolorante.
Los compuestos de carbono tienen muchos usos. El dióxido de carbono se utiliza en la carbonatación de bebidas, en extintores de fuego y, en estado sólido, como enfriador (hielo seco). El monóxido de carbono se utiliza como agente reductor en muchos procesos metalúrgicos. El tetracloruro de carbono y el disulfuro de carbono son disolventes industriales importantes. El freón se utiliza en aparatos de refrigeración. El carburo de calcio se emplea para preparar acetileno; es útil para soldar y cortar metales, así como para preparar otros compuestos orgánicos. Otros carburos metálicos tienen usos importantes como refractarios y como cortadores de metal.
El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. Se presenta en forma amorfa y cristalizada; el primero es un polvo parduzco, más activo que la variante cristalina, que se presenta en octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico. En su forma cristalina es muy duro y poco soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo. Aunque es un elemento relativamente inerente reacciona con los halógenos. El silicio (del latín: sílex) es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos de símbolo Si. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (25,7 % en peso) después del oxígeno.
Símbolo Si, número atómico 14 y peso atómico 28.086. El silicio es el elemento electropositivo más abundante de la corteza terrestre. Es un metaloide con marcado lustre metálico y sumamente quebradizo. Por lo regular, es tetravalente en sus compuestos, aunque algunas veces es divalente, y es netamente electropositivo en su comportamiento químico. Además, se conocen compuestos de silicio pentacoordinados y hexacoordinados.
El silicio elemental crudo y sus compuestos intermetálicos se emplean como integrantes de aleaciones para dar mayor resistencia al aluminio, magnesio, cobre y otros metales. el silicio metalúrgico con pureza del 98-99% se utiliza como materia prima en la manufactura de compuestos organosilícicos y resinas de silicona, elastómeros y aceites. Los chips de silicio se emplean en circuitos integrados. Las células fotovoltaicas para la conversión directa de energía solar en eléctrica utilizan obleas cortadas de cristales simples de silicio de grado electrónico. El dióxido de silicio se emplea como materia prima para producir silicio elemental y carburo de silicio. Los cristales grandes de silicio se utilizan para cristales piezoeléctricos. Las arenas de cuarzo fundido se transforman en vidrios de silicio que se usan en los laboratorios y plantas químicas, así como en aislantes eléctricos. Se emplea una dispersión coloidal de silicio en agua como agente de recubrimiento y como ingrediente de ciertos esmaltes.
Forma varias series de hidruros, diversos halogenuros (algunos de los cuales contienen enlaces silicio-silicio) y muchas series de compuestos que contienen oxígeno, que pueden tener propiedades iónicas o covalentes.
El silicio se encuentra en muchas formas de dióxidos y en innumerables variaciones de los silicatos naturales. Para un análisis de las estructuras y composiciones de las clases representativas.
El germanio se encuentra muy distribuido en la corteza terrestre con una abundancia de 6.7 parte por millón. El germanio tiene una apariencia metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicas de un metal sólo en condiciones especiales, dado a que está localizado en la tabla periódica en donde ocurre la transición de metales o no metales. Forma un gran número de compuestos organometálicos y es un importante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores.
Descripción
El germanio es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al período 4 de la tabla periódica de los elementos.
El germanio tiene una apariencia metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicas de un metal sólo en condiciones especiales, dado que está localizado en la tabla periódica en donde ocurre la transición de metales a no metales. A temperatura ambiente hay poca indicación de flujo plástico y, en consecuencia, se comporta como un material quebradizo.
El germanio es divalente o tetravalente. Los compuestos divalentes (óxido, sulfuro y los halogenuros) se oxidan o reducen con facilidad. Los compuestos tetravalentes son más estables. Los compuestos organogermánicos son numerosos y, en este aspecto, el germanio se parece al silicio. El interés en los compuestos organogermánicos se centra en su acción biológica. El germanio y sus derivados parecen tener una toxicidad menor en los mamíferos que los compuestos de estaño o plomo.
Elemento químico, metálico, gris plata, quebradizo, símbolo Ge, número atómico 32, peso atómico 72.59, punto de fusión 937.4ºC (1719ºF) y punto de ebullición 2830ºC (5130ºF), con propiedades entre el silicio y estaño. El germanio se encuentra muy distribuido en la corteza terrestre con una abundancia de 6.7 partes por millón (ppm). El germanio se halla como sulfuro o está asociado a los sulfuros minerales de otros elementos, en particular con los del cobre, zinc, plomo, estaño y antimonio.
Es un metal, maleable, que no se oxida y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión.
El estaño es un elemento químico de símbolo Sn (del latín stannum) y número atómico 50. Está situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos. Se conocen 10 isótopos estables. Su principal mena es la casiterita.
Se funde a baja temperatura; tiene gran fluidez cuando se funde y posee un punto de ebullición alto. es suave, flexible y resistente a la corrosión en muchos medios. Una aplicación importante es el recubrimiento de envases de acero para conservar alimentos y bebidas. Otros empleos importantes son: aleaciones para soldar, bronces, pletres y aleaciones industriales diversas. Los productos químicos de estaño, tanto inorgánicos como orgánicos, se utilizan mucho en las industrias de galvanoplastia, cerámica y plásticos, y en la agricultura.
El mineral del estaño más importante es la casiterita, SnO2. No se conocen depósitos de alta calidad de este mineral. La mayor parte del mineral de estaño del mundo se obtiene de depósitos aluviales de baja calidad.
Existen dos formas alotrópicas del estaño: estaño blanco y estaño gris. Es estaño reacciona tanto con ácidos fuertes como con bases fuertes, pero es relativamente resistente a soluciones casi neutras. En muy diversas circunstancias corrosiva, no se desprende el gas hidrógeno del estaño y la velocidad de corrosión está controlada por el suministro de oxígeno u otros agentes oxidantes; en su ausencia, la corrosión es despreciable. Se forma una película delgada de óxido estánico sobre el estaño que está expuesto al aire y esto origina una protección superficial. Las sales que tienen una reacción ácida en solución, como el cloruro de aluminio y el cloruro férrico, atacan el estaño en presencia de oxidantes o aire. La mayor parte de los líquidos no acuosos, como los aceite, los alcoholes o los hidrocarburos clorinados, no tienen efectos obvios sobre el estaño o son muy pequeños. El estaño y las sales inorgánicas simples no son tóxicos, pero sí lo son algunas formas de compuesto organoestañosos.
La elasticidad de este elemento depende de las temperaturas del ambiente, las cuales distienden sus átomos, o los extienden. Los compuestos de plomo más utilizados en la industria son los óxidos de plomo, el tetraetilo de plomo y los silicatos de plomo. Es un metal pesado y tóxico, y la intoxicación por este, se denomina saturnismo o plumbosis.
El plomo es un elemento químico de la tabla periódica, cuyo símbolo es Pb y su número atómico es 82 según la tabla actual, ya que no formaba parte en la tabla periódica de Mendeleiev. Este químico no lo reconocía como un elemento metálico común por su gran elasticidad molecular.
Industrialmente, sus compuestos más importantes son los óxidos de plomo y el tetraetilo de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Todas las aleaciones formadas con estaño, cobre, arsénico, antimonio, bismuto, cadmio y sodio tienen importancia industrial.
Los compuestos del plomo son tóxicos y han producido envenenamiento de trabajadores por su uso inadecuado y por una exposición excesiva a los mismos. Sin embargo, en la actualidad el envenenamiento por plomo es raro en virtud e la aplicación industrial de controles modernos, tanto de higiene como relacionados con la ingeniería. El mayor peligro proviene de la inhalación de vapor o de polvo. En el caso de los compuestos organoplúmbicos, la absorción a través de la piel puede llegar a ser significativa. Algunos de los síntomas de envenenamiento por plomo son dolores de cabeza, vértigo e insomnio. En los casos agudos, por lo común se presenta estupor, el cual progresa hasta el coma y termina en la muerte. El control médico de los empleados que se encuentren relacionados con el uso de plomo comprende pruebas clínicas de los niveles de este elemento en la sangre y en la orina. Con un control de este tipo y la aplicación apropiada de control de ingeniería, el envenenamiento industrial causado por el plomo puede evitarse por completo.
Elemento químico, Pb, número atómico 82 y peso atómico 207.19. El plomo es un metal pesado (densidad relativa, o gravedad específica, de 11.4 s 16ºC (61ºF)), de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico, se funde con facilidad, se funde a 327.4ºC (621.3ºF) y hierve a 1725ºC (3164ºF). Las valencias químicas normales son 2 y 4. Es relativamente resistente al ataque de los ácidos sulfúrico y clorhídrico. Pero se disuelve con lentitud en ácido nítrico. El plomo es anfótero, ya que forma sales de plomo de los ácidos, así como sales metálicas del ácido plúmbico. El plomo forma muchas sales, óxidos y compuestos organometálicos.
Grupo número 5:
Familia del nitrógeno
Sus elementos poseen 5 electrones de valencia, por lo tanto, tienden a formas enlaces covalentes, en ocasiones algunos forman enlaces iónicos. Las propiedades físicas de este grupo varían mucho en cada elemento y el carácter metálico aumenta a medida que se desciende en el mismo.
El nitrógeno es un gas diatómico inerte que forma el 78,1 % en volumen del aire atmosférico. Además es un no metal incoloro. Por su parte, el fósforo es un no metal sólido de color blanco, pero puro es incoloro. En sus formas alotrópicas presentan diferentes coloraciones y propiedades. Los más comunes son el fósforo blanco el más tóxico e inflamable, el fósforo rojo es mucho más estable y menos volátil y por último el fósforo negro, el cual presenta una estructura similar al grafito y conduce la electricidad. Además es más denso que las otras dos formas y no se inflama.
Propiedades:
A altas temperaturas son muy reactivos y suelen formarse enlaces covalentes entre el nitrógeno y el fósforo y enlaces iónicos entre el arsénicos y el bismuto y otros elementos. El nitrógeno reacciona con O2 y H2 a altas temperaturas. Los metaloides o semimetales de este grupo son el arsénico y antimonio. Estos elementos se asemejan a los metales en sus propiedades físicas, pero se comportan químicamente como un no metal.
Elementos que lo conforman:
El estado del nitrógeno en estado natural es gaseoso. El nitrógeno es un elemento incoloro y pertenece al grupo de los no metales. El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera, constituyendo así un 78% de esta. Esta concentración es resultado del balance entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica y química y su liberación a través de la descomposición de materias orgánicas por bacterias o combustión. Es constituyente de todas las proteínas, ya sean vegetales o animales, así como también muchos materiales orgánicos. Su principal fuente mineral es el nitrato de sodio.
El nitrógeno es un elemento químico de número atómico 7, símbolo N, su peso atómico es de 14,006 y que en condiciones normales forma un gas diatómico que constituye del orden del 78 % del aire atmosférico.
Elemento químico, símbolo N, número atómico 7, peso atómico 14.0067; es un gas en condiciones normales. El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera ( 78% por volumen de aire seco). Esta concentración es resultado del balance entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica (relámpagos) y química (industrial) y su liberación a través de la descomposición de materias orgánicas por bacterias o por combustión. En estado combinado, el nitrógeno se presenta en diversas formas. Es constituyente de todas las proteínas (vegetales y animales), así como también de muchos materiales orgánicos. Su principal fuente mineral es el nitrato de sodio.
Gran parte del interés industrial en el nitrógeno se debe a la importancia de los compuestos nitrogenados en la agricultura y en la industria química; de ahí la importancia de los procesos para convertirlo en otros compuestos. El nitrógeno también se usa para llenar los bulbos de las lámparas incandescentes y cuando se requiere una atmósfera relativamente inerte.
El nitrógeno elemental tiene una reactividad baja hacia la mayor parte de las sustancias comunes, a temperaturas ordinarias. A altas temperaturas, reacciona con cromo, silicio, titanio, aluminio, boro, berilio, magnesio, bario, estroncio, calcio y litio para formar nitruros; con O2, para formar NO, y en presencia de un catalizador, con hidrógeno a temperaturas y presión bastante altas, para formar amoniaco. El nitrógeno, carbono e hidrógeno se combinan arriba de los 1800ºC (3270ºF) para formar cianuro de hidrógeno.
Cuando el nitrógeno molecular se somete a la acción de un electrodo de descarga condensada o a una descarga de alta frecuencia se activa en forma parcial a un intermediario inestable y regresa al estado basal con emisión de un resplandor amarillo oro.
Los compuestos que contienen una molécula de nitrógeno enlazada a un metal se llaman complejos de nitrógeno o complejos dinitrógeno. Los metales que pertenecen al grupo VIII de la familia de los metales de transición son extraordinarios en su capacidad para formar compuestos de coordinación; para cada metal de este grupo se han identificado varios complejos nitrogenados. Los complejos nitrogenados de estos metales se presentan en estados de oxidación bajos, como Co(I) o Ni(O), los otros ligandos presentes en estos complejos, además de N2, son del tipo que se sabe que estabilizan estados de oxidación bajos: las fofinas parecen ser particularmente útiles a este respecto.
El estado del fósforo en su forma natural es sólido. El fósforo es un elemento de aspecto incoloro, rojo, blanco o negro y pertenece al grupo de los no metales. Los fósforos blanco y rojo se obtienen comercialmente, pero tienen pocos usos, además de los de producir fuego. El fósforo no se encuentra libre en la naturaleza. Sin embargo, sus compuestos abundan y están distribuidos ampliamente; se encuentran en muchos yacimientos de roca y minerales.
Símbolo P, número atómico 15, peso atómico 30.9738. El fósforo forma la base de gran número de compuestos, de los cuales los más importantes son los fosfatos. En todas las formas de vida, los fosfatos desempeñan un papel esencial en los procesos de transferencia de energía, como el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción muscular. Los ácidos nucleicos, que entre otras cosas forman el material hereditario (los cromosomas), son fosfatos, así como cierto número de coenzimas. Los esqueletos de los animales están formados por fosfato de calcio.
Cerca de tres cuartas partes del fósforo total (en todas sus formas químicas) se emplean en Estados Unidos como fertilizantes. Otras aplicaciones importantes son como relleno de detergentes, nutrientes suplementarios en alimentos para animales, ablandadores de agua, aditivos para alimentos y fármacos, agentes de revestimiento en el tratamiento de superficies metálicas, aditivos en metalurgia, plastificantes, insecticidas y aditivos de productos petroleros.
En la mayor parte de sus compuestos, el fósforo está enlazado químicamente a cuatro átomos inmediatos. Hay gran número de compuestos en los que uno de los cuatro átomos está ausente y en su lugar hay un par de electrones no compartidos.
Hay también unos cuantos compuestos con cinco o seis átomos unidos al fósforo; son muy reactivos y tienden a ser inestables. Durante los años 60 y 70, se prepararon muchos compuestos orgánicos de fósforo. La mayor parte de estas estructuras químicas incluye tres o cuatro átomos enlazados al fósforo, pero existen también estructuras con dos, cinco o seis átomos unidos a cada átomo de fósforo.
Casi todo el fósforo utilizado en el comercio está en forma de fosfatos. La mayor parte de los fertilizantes fosfatados constan de ortofosfato diácido de calcio u otofosfato ácido de calcio muy impuros, Ca(H2PO4)2 y CaHPO4. Estos fosfatos son sales del ácido ortofosfórico.
El estado del arsénico en su forma natural es sólido. Es un elemento químico de aspecto gris metálico y pertenece al grupo de los metaloides. Se hace uso de este en aleaciones de plomo facilitando la fabricación de perdigones, entre otras cosas.
El arsénico es un elemento químico de la tabla periódica que pertenece al grupo de los metaloides, también llamados semimetales, se puede encontrar de diversas formas, aunque raramente se encuentra en estado sólido. Se conoce desde la antigüedad y se reconoce como extremadamente tóxicoExisten tres alótropos o modificaciones polimórficas del arsénico. La forma a cúbica de color amarillo se obtiene por condensación del vapor a muy bajas temperaturas. La b polimórfica negra, que es isoestructural con el fósforo negro. Ambas revierten a la forma más estable, la l , gris o metálica, del arsénico romboédrico, al calentarlas o por exposición a la luz. La forma metálica es un conductor térmico y eléctrico moderado, quebradizo, fácil de romper y de baja ductibilidad.
El arsénico elemental tiene pocos usos. Es uno de los pocos minerales disponibles con un 99.9999+ % de pureza. En el estado sólido se ha empleado ampliamente en los materiales láser GaAs y como agente acelerador en la manufactura de varios aparatos. El óxido de arsénico se utiliza en la elaboración de vidrio. Los sulfuros de arsénico se usan como pigmentos y en juegos pirotécnicos. El arseniato de hidrógeno se emplea en medicina, así como otros compuestos de arsénico. La mayor parte de la aplicación medicinal de los compuestos de arsénico se basa en su naturaleza tóxica.
El estado en su forma natural es sólido. Es un elemento químico de aspecto gris plateado y pertenece al grupo de los metaloides. El antimonio es un elemento abundante en la naturaleza, muy rara vez se encuentra en forma natural y con frecuencia se encuentra como una mezcla isomorfa con arsénico.
Elemento químico con símbolo Sb y número atómico 51. El antimonio no es un elemento abundante en la naturaleza; raras veces se encuentra en forma natural, a menudo como una mezcla isomorfa con arsénico: la allemonita. Su símbolo Sb se deriva de la palabra latina stibium. El antimonio se presenta en dos formas: amarilla y gris. La forma amarilla es metaestable, y se compone de moléculas Sb4, se le encuentra en el vapor de antimonio y es la unidad estructural del antimonio amarillo; la forma gris es metálica, la cual cristaliza en capas formando una estructura romboédrica.
El antimonio se obtiene calentando el sulfuro con hierro, o calentando el sulfuro y el sublimado de Sb4O6 obtenido se reduce con carbono; el antimonio de alta pureza se produce por refinado electrolítico.
El antimonio de grado comercial se utiliza en muchas aleaciones (1-20%), en especial de plomo, las cuales son más duras y resistentes mecánicamente que el plomo puro; casi la mitad de todo el antimonio producido se consume en acumuladores, revestimiento de cables, cojinetes antifricción y diversas clases de metales de consumo. La propiedad que tienen las aleaciones de Sn-Sb-Pb de dilatarse al enfriar el fundido permiten la producción de vaciados finos, que hacen útil este tipo de metal.
El estado del bismuto en su forma natural es sólido. Es un elemento químico de aspecto rojo, blanco brillante y pertenece al grupo de los metales del bloque P. Es uno de los pocos metales que se dilatan en su solidificación, también es el más diagmanético de todos los metales y su conductividad térmica es menor que la de otros metales. Se oxida ligeramente cuando está húmedo y es inerte al aire seco a temperatura ambiente cuando supera su punto de fusión se forma rápidamente una película de óxido.
Bismuto. Elemento metálico, Bi, de número atómico 83 y peso atómico 208.980, pertenece al grupo Va de la tabla periódica. Es el elemento más metálico en este grupo, tanto en propiedades físicas como químicas. El único isótopo estable es el de masa 209.
Elemento metálico, Bi, de número atómico 83 y peso atómico 208.980, pertenece al grupo Va de la tabla periódica. Es el elemento más metálico en este grupo, tanto en propiedades físicas como químicas. El único isótopo estable es el de masa 209. Se estima que la corteza terrestre contiene cerca de 0.00002% de bismuto. Existe en la naturaleza como metal libre y en minerales. Los principales depósitos están en Sudamérica, pero en Estados Unidos se obtiene principalmente como subproducto del refinado de los minerales de cobre y plomo.
El principal uso del bismuto está en la manufactura de aleaciones de bajo punto de fusión, que se emplean en partes fundibles de rociadoras automáticas, soldaduras especiales, sellos de seguridad para cilindros de gas comprimido y en apagadores automáticos de calentadores de agua eléctricos y de gas. Algunas aleaciones de bismuto que se expanden al congelarse se utilizan en fundición y tipos metálicos. Otra aplicación importante es la manufactura de compuestos farmacéuticos.
El bismuto es un metal cristalino, blanco grisáceo, lustroso, duro y quebradizo. Es uno de los pocos metales que se expanden al solidificarse. Su conductividad térmica es menor que la de cualquier otro metal, con excepción del mercurio. El bismuto es inerte al aire seco a temperatura ambiente, pero se oxida ligeramente cuando está húmedo. Forma rápidamente una película de óxido a temperaturas superiores a su punto de fusión, y se inflama al llegar al rojo formando el óxido amarillo, Bi2O3. El metal se combina en forma directa con los halógenos y con azufre, selenio y telurio, pero no con nitrógeno ni fósforo. No lo ataca el agua desgasificada a temperaturas comunes, pero se oxida lentamente al rojo por vapor de agua.
En casi todos los compuestos de bismuto está en forma trivalente. No obstante, en ocasiones puede ser pentavalente o monovalente. El bismutato de sodio y el pentafluoruro de bismuto son quizá los compuestos más importantes de Bi(V). El primero es un agente oxidante poderoso y el último un agente fluorante útil para compuestos orgánicos.
Grupo número 6
Familia del oxígeno
El grupo 6 del sistema periódico o grupo del oxígeno está formado por los elementos: oxígeno, azufre, selenio, telurio, polonio.
Por encontrarse en el extremo derecho de la tabla periódica es fundamentalmente, no-metálico; aunque, el carácter metálico aumenta al descender en el grupo. Como en todos lo grupos, el primer elemento, el oxígeno, presenta un comportamiento anómalo, ya que, al no tener orbitales d en la capa de valencia, sólo puede formar dos enlaces covalentes, simples o uno doble, mientras que los restantes elementos pueden formar 2, 4 y 6 enlaces covalentes.
Los elementos de este grupo muestran una transición paulatina desde las propiedades típicamente covalentes en la parte alta del grupo hasta las típicamente covalentes en la parte alta del grupo hasta las típicamente metálicas del elemento más pesado y constituyente un excelente ejemplo de cómo los modelos de enlace covalente y metálico son, únicamente, casos extremos imaginarios de una situación real más compleja de interpretar. Este aumento se pone de manifiesto no solo en la variación progresiva de sus propiedades físicas y químicas, sino también en los cambios en sus estructuras.
El oxígeno es el elemento más abundante del planeta tierra. Existe en estado libre, como O2, en la atmósfera, pero también combinado en el agua y formando parte de diversos óxidos y oxosales, como silicatos, carbonatos, sulfatos, etc.
En condiciones ordinarias el oxígeno se presenta en dos formas alotrópicas, el dioxígeno y el ozono, de los cuales sólo el primero es termodinámicamente estable. A diferencia del oxígeno, que se presenta en su variedad más estable como molécula diatómica O2 derivada de un enlace doble, los demás presentan estructuras derivadas de enlaces sencillos. Esto es debido a la disminución de la eficacia del solapamiento lateral a medida que aumenta el tamaño de él.
Elemento químico gaseoso, símbolo O, número atómico 8 y peso atómico 15.9994. Es de gran interés por ser el elemento esencial en los procesos de respiración de la mayor parte de las células vivas y en los procesos de combustión. Es el elemento más abundante en la corteza terrestre. Cerca de una quinta parte (en volumen) del aire es oxígeno.
Existen equipos capaces de concentrar el oxígeno del aire. Son los llamados generadores o concentradores de oxígeno, que son los utilizados en los bares de oxígeno.
El oxígeno gaseoso no combinado suele existir en forma de moléculas diatómicas, O2, pero también existe en forma triatómica, O3, llamada ozono.
En condiciones normales el oxígeno es un gas incoloro, inodoro e insípido; se condensa en un líquido azul claro. El oxígeno es parte de un pequeño grupo de gases ligeramente paramagnéticos, y es el más paramagnético de este grupo. El oxígeno líquido es también ligeramente paramagnético.
Este no metal tiene un color amarillento fuerte, amarronado o anaranjado y arde con llama de color azul, desprendiendo dióxido de azufre. Es insoluble en agua, pero se disuelve en disulfuro de carbono. Es un elemento multivalente, siendo comunes los estados de oxidación 2, 4 ,6 y -2.
Propiedades: Los alótropos del azufre (diferentes formas cristalinas) han sido estudiados ampliamente, pero hasta ahora las diversas modificaciones en las cuales existen para cada estado (gas, líquido y sólido) del azufre elemental no se han dilucidado por completo.
El azufre plástico, denominado también azufre gamma, se produce cuando el azufre fundido en el punto de ebullición normal o cerca de él es enfriado al estado sólido. Esta froma es amorfa y es sólo parcialmente soluble en disulfuro de carbono.
El azufre líquido posee la propiedad notable de aumentar su viscosidad si sube la temperatura. Su color cambia a negro rojizo oscuro cuando su viscosidad aumenta, y el oscurecimiento del color y la viscosidad logran su máximo a 200ºC (392ºF). Por encima de esta temperatura, el color se aclara y la viscosidad disminuye.
Este elemento forma parte de los elementos denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre metales o no metales. Es utiliza especialmente en el sector de la industria electrónica, ya que se trata de un elemento con grandes propiedades para la conductividad
Elemento químico de símbolo Te, número atómico 52 y peso atómico 127.60. Existen ocho isótopos estables del telurio. El telurio constituye aproximadamente el 10-9 % de la roca ígnea que hay en la Tierra. Se encuentra como elemento libre, asociado algunas veces con selenio, y también existe como telururo de silvanita (teluro gráfico), nagiagita (telurio negro), hessita, tetradimita, altaita, coloradoita y otros telururos de plata y oro, así como el óxido, telurio ocre.
Existen dos modificaciones alotrópicas importantes del telurio elemental: la forma cristalina y la amorfa. La forma cristalina tiene un color blanco plateado y apariencia metálica. Esta forma se funde a 449.5ºC (841.6ºF). Tiene una densidad relativa de 6.24 y una dureza de 2.5 en la escala de Mohs. La forma amorfa (castaña) tiene una densidad relativa de 6.015. El telurio se quema en aire despidiendo una flama azul y forma dióxido de telurio, TeO2. Reacciona con los halógenos, pero no con azufre o selenio, y forma, entre otros productos, tanto el anión telururo dinegativo (Te2-), que se asemeja al selenuro, como el catión tetrapositivo (Te4+), que se parece al platino (IV).
El telurio se utilizó inicialmente como aditivo del acero para incrementar su ductilidad, como abrillantador en electroplateados, como aditivo en catalizadores para la desintegración catalítica del petróleo, como material colorante de vidrios y como aditivo del plomo para incrementar su fuerza y resistencia a la corrosión.
Elemento químico, símbolo Po, de número atómico 84. Marie Curie descubrió el radioisótopo 210Po en la pecblenda (uraninita), isótopo que es el penúltimo miembro de las series del decaimiento del radio. Todos los isótopos del polonio son radiactivos y de vida media corta, excepto los tres emisores alfa, producidos artificialmente. 208Po (2.9 años) y 209Po (100 años), y el natural, 210Po (138.4 días).
El polonio (210Po) se utiliza principalmente en la producción de fuentes de neutrones. Puede usarse también en eliminadores de estática, y cuando está incorporado en la aleación de los electrodos de las bujías, se dice que favorece las propiedades enfriantes en los motores de combustión interna.
La mayor parte de la química del polonio se ha determinado usando 210Po, 1 curie del cual pesa 222.2 microgramos; trabajar con cantidades considerables es peligroso y se requieren técnicas especiales. El polonio es más metálico que su homólogo inferior, el telurio. Como metal, es químicamente parecido al telurio y forma los compuestos rojo brillante SPoO3 y SePoO3. El metal es blando y sus propiedades físicas recuerdan las del talio, plomo y bismuto. Las valencias 2 y 4 están bien establecidas; hay algunas evidencias de hexavalencia. El polonio está colocado entre la plata y el telurio en la serie electroquímica.
Se conocen dos formas del dióxido: a baja temperatura, amarillo, cúbico centrado en las caras (tipo UO2), y a alta temperatura, rojo, tetragonal. Los halogenuros son covalentes, compuestos volátiles, y recuerdan a los análogos del telurio.
Grupo número 7
Halógenos
Son elementos muy reactivos, nunca se encuentran libres en la naturaleza. Tienen 7 electrones de valencia y una fuerte tendencia a ganar un electrón
Propiedades
Son no metales, tienen las energías de ionización más elevadas y en consecuencia son los elementos más electronegativos. Reaccionan fácilmente con los metales formando sales, todos son gaseosos a temperatura ambiente menos el bromo que es un líquido en condiciones ambientales normales. Su característica química más fundamental es su capacidad oxidante porque arrebatan electrones de carga y moléculas negativas a otros elementos para formar aiones.
Elementos que lo conforman:
Sus derivados tienen mucho uso industrial. Entre ellos se destaca el freón utilizado como congelante y la resina teflón. Se agregan además fluorusos al agua potable y dentríficos para prevenir las caries. Es un elemento químico de número atómico 9 y su símbolo es F. Es un gas a temperatura ambiente de color amarillo, formados por moléculas diatónicas F2. Es el más electronegativo y reactivo de los elementos. En forma pura es altamente peligroso, causando graves quemaduras químicas en contacto con la piel.
Símbolo F, número atómico 9, miembro de la familia de los halógenos con el número y peso atómicos más bajos. Aunque sólo el isótopo con peso atómico 19 es estable, se han preparado de manera artificial los isótopos radiactivos, con pesos atómicos 17 y 22, el flúor es el elemento más electronegativo, y por un margen importante, el elemento no metálico más energético químicamente.
Propiedades: El flúor elemental es un gas de color amarillo pálido a temperaturas normales. El olor del elemento es algo que está todavía en duda. La reactividad del elemento es tan grande que reacciona con facilidad, a temperatura ambiente, con muchas otras sustancias elementales, entre ellas el azufre, el yodo, el fósforo, el bromo y la mayor parte de los metales. Dado que los productos de reacción con los no metales son líquidos o gases, las reacciones continúan hasta consumirlo por completo, con frecuencia con producción considerable de calor y luz. En las reacciones con los metales forma un fluoruro metálico protector que bloquea una reacción posterior a menos que la temperatura se eleve. El aluminio, el níquel, el magnesio y el cobre forman tales películas de fluoruro protector.
El flúor reacciona con violencia considerable con la mayor parte de los compuestos que contienen hidrógeno, como el agua, el amoniaco y todas las sustancias orgánicas, sean líquidos, sólidos o gases. La reacción del flúor con el agua es compleja y produce principalmente fluoruro de hidrógeno y oxígeno, así como cantidades menores de peróxido de hidrógeno, difluoruro de oxígeno y ozono. El flúor desplaza otros elementos no metálicos de sus compuestos, aun aquellos muy cercanos en cuanto a actividad química. Desplaza el cloro del cloruro de sodio y el oxígeno en la sílica, en vidrio y en algunos materiales cerámicos. En ausencia de fluoruro de hidrógeno, el flúor no ataca en forma significativa al cuarzo o al vidrio, ni aun después de varias horas a temperaturas hasta de 200ºC (390ºF).
El flúor es un elemento muy tóxico y reactivo. Muchos de sus compuestos, en especial los inorgánicos, son también tóxicos y pueden causar quemaduras severas y profundas. Hay que tener cuidado para prevenir que líquidos o vapores entren en contacto con la piel y los ojos.
Sus propiedades blanqueadoras lo hacen muy útil en las papeleras e industrias textiles. Como desinfectante se agrega al agua en el proceso de potabilización y en las piscinas. Otros usos son las industrias colorantes y la elaboración de ciertas medicinas. En la naturaleza no se encuentra en estado puro ya que reacciona con rapidez con muchos elementos y compuestos químicos, por esta razón se encuentra formando parte de cloruros , cloritos y cloratos, en las minas de sal y disuelto en el agua de mar.
Elemento químico, símbolo Cl, de número atómico 17 y peso atómico 35.453. El cloro existe como un gas amarillo-verdoso a temperaturas y presiones ordinarias. Es el segundo en reactividad entre los halógenos, sólo después del flúor, y de aquí que se encuentre libre en la naturaleza sólo a las temperaturas elevadas de los gases volcánicos. Se estima que 0.045% de la corteza terrestre es cloro. Se combina con metales, no metales y materiales orgánicos para formar cientos de compuestos.
El cloro es uno de los cuatro elementos químicos estrechamente relacionados que han sido llamados halógenos. El flúor es el más activo químicamente; el yodo y el bromo son menos activos. El cloro reemplaza al yodo y al bromo de sus sales. Interviene en reacciones de sustitución o de adición tanto con materiales orgánicos como inorgánicos. El cloro seco es algo inerte, pero húmedo se combina directamente con la mayor parte de los elementos.
Elemento químico, Br, número atómico 35 y peso atómico 79.909, por lo común existe como Br2; líquido de olor intenso e irritante, rojo oscuro y de bajo punto de ebullición, pero de alta densidad. Es el único elemento no metálico líquido a temperatura y presión normales. Es muy reactivo químicamente; elemento del grupo de los halógenos, sus propiedades son intermedias entre las del cloro y las del yodo.
Los estados de valencia más estables de las sales de bromo son 1- y 5+, aunque también se conocen 1+, 3+ y 7+. Dentro de amplios límites de temperatura y presión, las moléculas en el líquido y el vapor son diatómicas Br2, con un peso molecular de 159.818. Hay dos isótopos estables (79Br y 81Br) que existen en la naturaleza en proporciones casi idénticas, de modo que el peso atómico es de 79.909. Se conocen también varios radioisótopos. La solubilidad del bromo en agua a 20ºC (68ºF) es de 3.38 a/100 g (3.38 oz/100 oz) de solución, pero ésta se incrementa fuertemente en presencia de sus sales y de ácido bromhídrico. La capacidad de este elemento inorgánico para disolverse en disolventes orgánicos es de importancia considerable en sus reacciones. A pesar de que la corteza terrestre contiene de 1015 a 1016 toneladas de bromo, el elemento está distribuido en forma amplia y se encuentra en concentraciones bajas en forma de sales. La mayor parte del bromo recuperable se halla en la hidrosfera. El agua de mar contiene en promedio 65 partes por millón (ppm) de bromo. Las otras fuentes principales en Estados Unidos son salmueras subterráneas y lagos salados, con producción comercial en Michigan, Arkansas y California.
Muchos bromuros inorgánicos tienen uso industrial, pero los orgánicos tienen una aplicación más amplia. Gracias a la facilidad de reacción con compuestos orgánicos, y a la fácil eliminación o desplazamiento posterior, los bromuros orgánicos se han estudiado y utilizado como intermediarios químicos. Además, las reacciones del bromo son tan limpias que pueden emplearse en el estudio de mecanismos de reacción sin la complicación de reacciones laterales. La capacidad del bromo para unirse a posiciones poco usuales de las moléculas orgánicas tiene un valor adicional como herramienta de investigación.
El yodo es un elemento bastante particular, de un color negro azulado y brillante, es un elemento no metálico y el de menor reactividad entre los de su tipo. En estado natural, sólido, el yodo puede encontrarse en yoduros oceánicos y otras formaciones acuosas como piscinas de salmuera, siendo las algas marinas la principal fuente natural de yodo en el planeta.
Elemento no metálico, símbolo I, número atómico 53, masa atómica relativa 126.904, el más pesado de los halógenos (halogenuros) que se encuentran en la naturaleza. En condiciones normales, el yodo es un sólido negro, lustroso, y volátil; recibe su nombre por su vapor de color violeta.
La química del yodo, como la de los otros halogenos, se ve dominada por la facilidad con la que el átomo adquiere un electrón para formar el ion yoduro, I-, o un solo enlace covalente –I, y por la formación, con elementos más electronegativos, de compuestos en que el estado de oxidación formal del yodo es +1, +3, +5 o +7. El yodo es más electropositivo que los otros halógenos y sus propiedades se modulan por: la debilidad relativa de los enlaces covalentes entre el yodo y elementos más electropositivos; los tamaños grandes del átomo de yodo y del ion yoduro, lo cual reduce las entalpías de la red cristalina y de disolución de los yoduros , en tanto que incrementa la importancia de las fuerzas de van der Waals en los compuestos del yodo, y la relativa facilidad con que se oxida éste.
El yodo se encuentra con profusión, aunque rara vez en alta concentración y nunca en forma elemental. A pesar de la baja concentración del yodo en el agua marina, cierta especie de alga puede extraer y acumular el elemento. En la forma de yodato de calcio, el yodo se encuentra en los mantos de caliche de Chile. Se encuentra también como ion yoduro en algunas salmueras de pozos de petróleo en California, Michigan y Japón.
Elemento químico con símbolo At y número atómico 85. El ástato es el elemento más pesado del grupo de los halógenos, ocupa el lugar debajo del yodo en el grupo VII de la tabla periódica. El ástato es un elemento muy inestable, que existe sólo en formas radiactivas de vida corta. Se han preparado unos 25 isótopos mediante reacciones nucleares de transmutación artificial. El isótopo con mayor tiempo de vida es el 210At, el cual decae en un tiempo de vida media de sólo 8.3 h. Es improbable que una forma más estable, o de vida más larga, pueda encontrarse en la naturaleza o prepararse en forma artificial. El isótopo más importante es el 211At y se utiliza en marcaje isotópico. El ástato se encuentra en la naturaleza como parte integrante de los minerales de uranio, pero sólo en cantidades traza de isótopos de vida corta, continuamente abastecidos por el lento decaimiento del uranio. La cantidad total de ástato en la corteza terrestre es menor que 28 g (1 onza).
En solución acuosa, el ástato tiene propiedades similares al yodo excepto por las diferencias atribuibles al hecho de que las soluciones de ástato son, por necesidad, muy diluidas. Al igual que el halógeno yodo, se extrae con benceno cuando se halla como elemento libre en solución. El elemento en solución es reducido por agentes como el dióxido de azufre y es oxidado por bromo. Es el menos electronegativo de todos los halógenos. Tiene estados de oxidación con características de coprecipitación semejantes a las del ion yoduro, yodo libre y del ion yodato. Agentes oxidantes fuertes producen el ion astatato, pero no el ion perastatato. Es más fácil obtenerlo y caracterizarlo en estado libre por su alta volatilidad y facilidad de extracción con disolvente orgánicos.
Conclusiones
- Cada elemento es diferente, hablando de aspectos, como su composición, estado natural y si es metal o un no metal.
- Algunos elementos anteriormente mencionados se pueden encontrar diariamente en productos de los hogares o pueden ser extremadamente nocivos y su manipulación es exclusivamente para empresas.
- La tabla periódica es muy extensa y sorprendente con todos sus elementos, incluso algunos que no tenía presente en mi conocimiento.
- La división de los elementos es extensa y cada uno presenta características propias.
Webgrafía
https://www.lenntech.es/periodica/elementos/at.htm
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81stato
