lunes, 12 de mayo de 2014

Elementos y compuestos


CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

De acuerdo con la Tabla del Sistema Periódico los elementos químicos se clasifican de la siguiente forma según sus propiedades físicas:

1. Metales

Son elementos químicos que generalmente contienen entre uno y tres electrones en la última órbita, que pueden ceder con facilidad, lo que los convierte en conductores del calor y la electricidad. Los metales, en líneas generales, son maleables y dúctiles, con un brillo característico, cuya mayor o menor intensidad depende del movimiento de los electrones que componen sus moléculas. El oro y la plata, por ejemplo, poseen mucho brillo y debido a sus características físicas constituyen magníficos conductores de la electricidad, aunque por su alto precio en el mercado se prefiere emplear, como sustitutos, el cobre y el aluminio, metales más baratos e igualmente buenos conductores.
Propiedad de los metales
  • Poseen bajo potencial de ionización y alto peso específico
  • Por regla general, en su último nivel de energía tienen de 1 a 3 electrones.
  • Son sólidos a excepción del mercurio (Hg), galio (Ga), cesio (Cs) y francio (Fr), que son líquidos
  • Presentan aspecto y brillo metálicos
  • Son buenos conductores del calor y la electricidad
  • Son dúctiles y maleables, algunos son tenaces, otros blandos
  • Se oxidan por pérdida de electrones
  • Su molécula está formada por un solo átomo, su estructura cristalina al unirse con el oxígeno forma óxidos y éstos al reaccionar con el agua forman hidróxidos
  • Los elementos alcalinos son los más activos


2. No metales

Los no metales son los elementos situados por encima de la línea quebrada de los grupos 13 a 17 de la Tabla Periódica y el hidrógeno. Poseen, generalmente, entre cinco y siete electrones en su última órbita. Debido a esa propiedad, en lugar de ceder electrones su tendencia es ganarlos para poder completar ocho en su última órbita. Los no metales son malos conductores del calor y la electricidad, no poseen brillo, no son maleables ni dúctiles y, en estado sólido, son frágiles. Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases (como el oxígeno), líquidos (bromo) y sólidos (como el carbono). No tienen brillo metálico y no reflejan la luz.

Propiedades generales de los no-metales
  • Tienen tendencia a ganar electrones
  • Poseen alto potencial de ionización y bajo peso específico
  • Por regla general, en su último nivel de energía tienen de 4 a 7 electrones
  • Se presentan en los tres estados físicos de agregación
  • No poseen aspecto ni brillo metálico
  • Son malos conductores de calor y la electricidad
  • No son dúctiles, ni maleables, ni tenaces
  • Se reducen por ganancia de electrones
  • Sus moléculas están formadas por dos o más átomos
  • Al unirse con el oxígeno forman anhídridos y éstos al reaccionar con el agua, forman oxiácidos
  • Los halógenos y el oxígeno son los más activos

En general los elementos que atraen electrones de los metales con mayor eficacia se encuentran en el extremo superior derecho de la tabla periódica.

3. Metaloides

El término metaloide significa "parecido a un metal" y sirve para agrupar elementos que tienen algunas propiedades de metales y no metales. Los metaloides son elementos que se encuentran en la línea que separa metales y no metales. Esta línea pasa entre el boro y aluminio y acaba entre el polonio y el astato.

Son elementos que poseen, generalmente, cuatro electrones en su última órbita, por lo que poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales. Esos elementos conducen la electricidad solamente en un sentido, no permitiendo hacerlo en sentido contrario como ocurre en los metales. El silicio (Si), por ejemplo, es un metaloide ampliamente utilizado en la fabricación de elementos semiconductores para la industria electrónica, como rectificadores diodos, transistores, circuitos integrados, microprocesadores, etc.


Un 75% de los elementos químicos existentes en la naturaleza son metales y el resto no metales y metaloides.



4. Gases nobles

Son elementos químicos inertes, es decir, no reaccionan frente a otros elementos, pues en su última órbita contienen el máximo de electrones posibles para ese nivel de energía (ocho en total). El argón (Ar), por ejemplo, es un gas noble ampliamente utilizado en el interior de las lámparas incandescentes y fluorescentes. El neón es también otro gas noble o inerte, muy utilizado en textos y ornamentos lumínicos de anuncios y vallas publicitarias

Organización de los elementos en grupos o familias

Los elementos quimicos presentan propiedades fisicas y quimicas similares por lo que se organizan en grupos d elementos o familias que corresponden a los grupos periodicos.


Los elementos metalicos se pueden dividir en:

a)  Metales Alcalinos

Los metales alcalinos son aquellos que se encuentran en el primer grupo dentro de la tabla periódica, con excepción del hidrógeno, son todos blancos, brillantes, muy activos, y se les debe guardar en la atmósfera inerte o bajo aceite.Estos metales, cuyos átomos poseen un solo electrón, lo ceden fácilmente y pasan al estado iónico. Esto explica el carácter electropositivo que poseen, así como otras propiedades.son metales muy reactivos, se oxidan con facilidad por lo que no se encuentran libres en la naturaleza.

b) Metales Alcalinotérreos

Se conocen con el nombre de metales alcalinotérreos los seis elementos que forman el grupo IIA del sistema periódico: berilio, magnesio, calcio,  estroncio, bario y radio. Son bivalentes y se les llama alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus óxidos.Estos elementos son muy activos aunque no tanto como los del grupo I. Son buenos conductores del calor y la electricidad, son blancos y brillantes.No existen en estado natural, por ser demasiado activos


c) Metales de transición

Formado por los grupos IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, IB y IIB, entre los que se encuentran los elementos cobre, fierro, zinc, oro, plata, níquel y platino.
Las características de los metales de transición son muy variadas, algunos se encuentran en la naturaleza en forma de compuestos; otros se encuentran libres
Estos elementos no son tan activos como los representativos, todos son metales y por tanto son dúctiles, maleables, tenaces, con altos puntos de fusión y ebullición, conductores del calor y la electricidad. 


Los elementos no metálicos también pueden dividirse en:

a) Familia del Boro


Son bastante reactivos, por lo que no se encuentran en libres en la naturaleza. En general, se parecen a los metales alcalinotérreos. El boro es menos metálico que los demás,no forma compuestos iónicos binarios ni reacciona con el oxígeno o el agua. El aluminio es anfótero,forma fácilmente óxidos al exponerse al aire, y la capa de óxido que se deposita lo hace menos reactivo que el aluminio elemental. El aluminio también reacciona con el ácido clorhídrico (HCl) desprendiendo hidrógeno. . El galio, el indio y el talio son raros y existen  en cantidades mínimas. 

b) Familia del Carbono

El estudio de los compuestos del carbono corresponde a la Química Orgánica. El carbono elemental existe como diamante y grafito.

El silicio comienza a ser estudiado ampliamente por su parecido con el carbono. Los elementos restantes tienen más propiedades metálicas

c) Familia del Nitrógeno

Se considera a este grupo como el más heterogéneo de la tabla periódica. El nitrógeno está presente en compuestos tales como las proteínas, los fertilizantes, los explosivos y es constituyente del aire. Como se puede ver, se trata de un elemento tanto benéfico como perjudicial. El fósforo tiene ya una química especial de estudio, sus compuestos son generalmente tóxicos. El arsénico es un metaloide venenoso. El antimonio tiene gran parecido con el aluminio, sus aplicaciones son más de un metal.

d) Familia del Oxigeno

Los cinco primeros elementos son no-metálicos, el último, polonio, es radioactivo. El oxígeno es un gas incoloro constituyente del aire. El agua y la tierra. El azufre es un sólido amarillo y sus compuestos por lo general son tóxicos o corrosivos. La química del teluro y selenio es compleja.

e) Halogenos
El flúor, el cloro, el bromo, el yodo y el astato, llamados metaloides halógenos, constituyen el grupo de los no metales monovalentes. Todos ellos son coloreados en estado gaseoso y, desde el punto de vista químico, presentan propiedades electronegativas muy particulares, de donde se deriva la gran afinidad que tienen con el hidrógeno y los metales.
Son formadores de sales, se encuentran combinados en la naturaleza con los elementos de los grupos I y II están en los mares. Las propiedades de los halógenos son muy semejantes. La mayoría se sus compuestos derivados son tóxicos, irritantes, activos y tienen gran aplicación tanto en la industria como en el laboratorio.En estado elemental se usa solamente el cloro en el tratamiento de aguas. Los compuestos de estos elementos son muy importantes y útiles.


Debido a su poder oxidante, todos los halógenos son tóxicos. Algunas combinaciones halogenadas (fluoruros, cloratos y bromatos) son muy venenosos.
El flúor, el cloro y el yodo son oligoelementos importantes para los seres vivos


d) Gases nobles

Los gases nobles, llamados también raros o inertes, entran, en escasa proporción, en la composición del aire atmosférico. Pertenecen a este grupo el helio, neón, argón, criptón, xenón y radón, que se caracterizan por su inactividad química, puesto que tienen completos sus electrones en la última capa. No tienen tendencia por tanto, ni a perder ni a ganar electrones. De aquí que su valencia sea cero o que reciban el nombre de inertes, aunque a tal afirmación se tiene hoy una reserva que ya se han podido sintetizar compuestos de neón, xenón o kriptón con el oxígeno, el flúor y el agua.

El helio se encuentra en el aire; el neón y el kriptón se utilizan en la iluminación por sus brillantes colores que emiten al ser excitados, el radón es radioactivo.

Para mayor información:

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/elementosClasificacion.htm


COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS

Los Compuesto Químicos están formados por un mínimo de 2 elementos que han reaccionado entre si para dar otra sustancia diferente a los elementos iniciales (reacción química). Vamos a explicar todo esto mejor.Una característica esencial es que tiene una fórmula química. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno en la razón de 2 a 1 (en número de átomos): H2O.

Los compuestos tienen diferentes propiedades físicas y químicas que las de sus elementos constituyentes, con una composición fija.Los compuestos no pueden ser separados por métodos físicos, solo por reacciones químicas. La formación de un compuesto va siempre acompañada de desprendimiento o absorción de calor

En un compuesto químico los átomos están unidos por enlaces químicos. 

Enlace químico

Un enlace químico es el proceso químico responsable de las interacciones entre átomos y moléculas, que tiene una estabilidad en los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. Los enlaces químicos, son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos. Cuando los átomos se enlazan entre si, ceden, aceptan o comparten electrones. Son los electrones de valencia quienes determinan de que forma se unirá un átomo con otro y las características del enlace.Los elementos al combinarse unos con otros, aceptan, ceden o comparten electrones con la finalidad de tener 8 electrones en su nivel más externo, esto es lo que se conoce como la regla del octeto.

 Regla del octeto.

EL ultimo grupo de la tabla periódica VIII A (18), que forma la familia de los gases nobles, son los elementos mas estables de la tabla periódica. Esto se deben a que tienen 8 electrones en su capa mas externa, excepto el Helio que tiene solo 2 electrones, que también se considera como una configuración estable.

Existen dos tipos de enlaces:

1. Enlace iónico

Características:
  • Esta formado por metal + no metal
  • No forma moléculas verdaderas, existe como un agregado de aniones (iones negativos) y cationes (iones positivos).
  • Los metales ceden electrones formando por cationes, los no metales aceptan electrones formando aniones.
Los compuestos formados pos enlaces iónicos tienen las siguientes características:

  • Son sólidos a temperatura ambiente, ninguno es un liquido o un gas.
  • Son buenos conductores del calor y la electricidad.
  • Tienen altos puntos de fusión y ebullición.
  • Son solubles en solventes polares como el agua

2.  Enlace covalente

Características:
  • Esta basado en la compartición de electrones. Los átomos no ganan ni pierden electrones, COMPARTEN.
  • Esta formado por elementos no metálicos. Pueden ser 2 o 3 no metales.
  • Pueden estar unidos por enlaces sencillos, dobles o triples, dependiendo de los elementos que se unen.
Las caracteristicas de los compuestos unidos por enlaces covalentes son:
  • Los compuestos covalentes pueden presentarse en cualquier estado de la materia: solido, liquido o gaseoso.
  • Son malos conductores del calor y la electricidad.
  • Tienen punto de fusión y ebullición relativamente bajos.
  • Son solubles en solventes polares como benceno, tetracloruro de carbono, etc., e insolubles en solventes polares como el agua.
En química se reconocen grupos funcionales inorgánicos o compuestos inorgánicos. Estos son:

a) Óxidos

Resultan de la combinación de un elemento químico y oxigeno, si el elemento es un metal se llamará, oxido básico, ej: CaO. Si es un no metal se llamara oxido ácido, ej: N2O

b) Ácidos

Son resultado de la combinación entre el hidrógeno y un no metal, en ocasiones puede estar el oxigeno como tercer elemento, ej: HCl, H2SO4

c) Bases o Hidróxidos

Se forman cuando un metal se combina con el grupo Hidroxilo (OH), ej: NaOH.

d) Sales

Las sales se forman al hacer reaccionar un acido con una base, ej: HCl + NaOH = NaCl + H2O
COMPUESTOS QUÍMICOS
Acido de batería
Acido sulfúrico
H2SO4
Limpiador de metales.
Acido muriático
Acido clorhídrico
HCl
Limpiador de metales
Agua
Agua pura
H2O
Beber, lavar.
Amoniaco
Amoniaco
NH3
Desinfectante
Anestesia
Dióxido de nitrógeno
N2O
Anestésico
Cal apagada
Hidróxido de calcio
Ca(OH)2
Neutralizar terrenos ácidos
Cal viva
Oxido de calcio
CaO
Producción de cal apagada
Cuarzo
Oxido de silicio (IV)
SiO2
Arena para construcción
Herrumbre
Oxido de hierro (III)
Fe2O3
Polvo
Hidrosal
Hidróxido de aluminio
Al(OH)3
Antiácido
Hidroxal
Hidróxido de magnesio
Mg(OH)2
Antiácido y laxante
Hielo seco
Dióxido de carbono
CO2
Extinguidor de fuego
Leche de magnesia
Hidróxido de magnesio
Mg(OH)2
Antiácido y laxante
Mármol, piedra caliza.
Carbonato de calcio
CaCO3
En la industria del cemento, antiácido, prevenir diarrea
Polvo de hornear
Carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio
NaHCO3
Antiácido, extinguidor de fuego
Potasa cáustica
Hidróxido de potasio
KOH
Desatascar tuberías
Sal
Cloruro de sodio
NaCl
Sazonador
Sosa cáustica
Hidróxido de sodio
NaOH
Fabricación de jabón

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