1.
Los elementos
Un elemento es una
sustancia pura que ya no se puede separar más en otras más simples por métodos
(reacciones) químicos.
Cada elemento
químico está constituido por átomos con las mismas propiedades químicas.
Los elementos
químicos se identifican mediante nombres dados en la antigüedad, derivados de
alguna propiedad de los mismos.
En la naturaleza
existen 92 elementos.
2.
Metales y no metales
Los elementos según
sus propiedades los podemos clasificar en dos grupos generales:
2.1 Metales:
·
Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio).
·
Reflejan la luz de una forma característica (brillo metálico).
·
Son dúctiles, ya que se pueden estirar en hilos.
·
Son maleables, ya que con ellos se puede hacer planchas o láminas
fácilmente.
2.2 No Metales:
·
No tienen brillo metálico.
·
Pueden ser sólidos, líquidos o gases a temperatura ambiente.
·
No conducen la electricidad.
·
En general son frágiles.
3.
Clasificación de los elementos, la tabla periódica
La colocación de
los elementos en la tabla periódica se hace teniendo en cuenta la configuración
electrónica de forma que aquellos con propiedades químicas semejantes
se encuentren situados cerca uno de otros.
3.1 La tabla de
Mendeleiev
Esta tabla
consiste, en síntesis, en disponer los elementos químicos en un cuadro en orden
creciente de sus masas atómicas, notándose una analogía en sus propiedades cada
cierto número de elementos (por eso se denomina tabla periódica).
Mendeleiev demostró
que los elementos con propiedades químicas semejantes aparecían periódicamente,
dando lugar a ocho grupos. En algunos lugares faltaba un elemento,
pero Mendeleiev no dudó en predecir su existencia y su comportamiento
químico, lo que posteriormente se confirmó.
3.2 La tabla periódica
actual
Aunque está basada
en la propuesta por D. Mendeleiev en 1869, el criterio de ordenación (debido
entre otros a los estudios de Henry Moseley) es otro. En ella,
los elementos se encuentran ordenados de izquierda a derecha, por valores
crecientes de sus números atómicos (Z). Además de esto, los elementos aparecen
distribuidos en filas y columnas.
Existen 7 filas
horizontales que se denominan períodos y 18 columnas verticales que se
denominan grupos.
El número del
periodo nos da el número total de capas u órbitas que tienen los átomos de los
elementos.
El número del grupo
nos da el número de electrones que tienen los átomos en su última capa.
Los elementos
también se clasifican en: metales, no metales, semimetales y gases nobles, de acuerdo con
sus propiedades para ganar o perder electrones.
4.
Elementos químicos más representativos
4.1 Los gases nobles
El helio, el neón,
el argón y kriptón son los primeros elementos de esta familia. Sus moléculas
son monoatómicas, es decir, están constituidas por un único átomo.
No reaccionan con los otros elementos, por eso se les denomina también gases inertes.
No reaccionan con los otros elementos, por eso se les denomina también gases inertes.
·
El
helio. Tiene el menor punto de ebullición de todos los elementos. En la
atmósfera se encuentra en pequeñas cantidades. Se emplea en el llenado de
globos y dirigibles.
·
El
neón. Es usado en carteles luminosos debido a su luz rosa.
·
El
argón. Es incoloro inodoro e insípido. En condiciones normales es un gas, pero
puede licuarse y solidificarse. Se usa en lámparas eléctricas y tubos
fluorescentes.
·
El
kriptón. Se usa en solitario o mezclado con neón y argón en lámparas
fluorescentes; en sistemas de iluminación de aeropuertos, ya que el alcance de
su luz roja es mayor que la ordinaria.
4.2 El Hidrógeno
Es el elemento más
abundante del universo. Constituye la parte principal de la estrellas y del
sol, donde se produce la llamada fusión nuclear que es la responsable de la
energía emitida por las estrellas.
En la Tierra es el tercer elemento en importancia y se encuentra combinado con otros elementos como el oxígeno (formando el agua) y el carbono (como hidrocarburos). En estado libre se encuentra en baja proporción en la atmósfera y en forma de molécula diatómica.
En la Tierra es el tercer elemento en importancia y se encuentra combinado con otros elementos como el oxígeno (formando el agua) y el carbono (como hidrocarburos). En estado libre se encuentra en baja proporción en la atmósfera y en forma de molécula diatómica.
4.3 Los alcalinos
Esta familia
incluye los elementos litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio
(Cs) y francio (Fr).
Son todos metales sólidos a temperatura ambiente, blandos y forman iones con una carga positiva.
Son todos metales sólidos a temperatura ambiente, blandos y forman iones con una carga positiva.
Reaccionan
fácilmente con los otros elementos, por eso no se encuentran libres en la
naturaleza.
Se oxidan cuando
son expuestos al aire y reaccionan violentamente con el agua para formar el
correspondiente hidróxido e hidrógeno gaseoso.
4.4 Los
alcalinotérreos
A este grupo
pertenecen los elementos berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca) y bario (Ba).
Son todos metales (como los alcalinos) y forman iones con dos cargas positivas.
Se oxidan
fácilmente en contacto con el aire y reaccionan con el agua para formar el
correspondiente hidróxido e hidrógeno gaseoso.
4.5 Los metales de
transición
A estos periodos
pertenecen los elementos cromo (Cr), manganeso (Mn), hierro (Fe), cobalto (Co),
níquel (Ni), cobre (Cu), cinc (Zn), plata (Ag), cadmio (Cd), platino (Pt), oro
(Au), mercurio (Hg), wolframio (o tungsteno) (W), titanio (Ti)...
Excepto el
mercurio, todos son sólidos a temperatura ambiente.
En la naturaleza se
encuentran combinados con otros elementos, aunque el oro, el cobre y la plata
se pueden encontrar libres.
Conducen la
corriente eléctrica y el calor fácilmente. Forman iones positivos.
4.6 Los térreos
A este grupo
pertenecen los elementos boro (B), aluminio (Al), indio (In) y talio (Tl).
Constituyen más del
7% en peso de la corteza terrestre, sobre todo el aluminio (metal más abundante
y tercer elemento más abundante de la corteza después del oxígeno y del
silicio).
El indio y el talio
son muy raros.
A temperatura
ambiente son sólidos.
Son bastante
reactivos, por eso en la naturaleza no se encuentran en estado libre y forman
iones con tres cargas positivas.
La mayoría de sus
minerales son óxidos e hidróxidos y, en el caso del galio, del indio y del
talio, se encuentran asociados con minerales de plomo y de cinc.
4.7 Carbonoideos
A este grupo
pertenecen los elementos carbono (C), silicio (Si), estaño (Sn) y plomo (Pb).
Todos son sólidos
cuando no están combinados. El carbono se encuentra libre en la naturaleza en
dos formas alotrópicas: el diamante y el grafito.
Combinado con otros
elementos, forma los llamados hidrocarburos y los compuestos característicos de
la vida: azúcares, proteínas, grasas...
El silicio se
encuentra normalmente en forma de óxido: el cuarzo y la sílice.
El estaño y el plomo
son dos metales y están combinados en la naturaleza.
4.8 Nitrogenoideos
Entre estos
elementos se encuentran el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el arsénico (As).
·
El
nitrógeno se encuentra en estado libre (N) constituyendo el 78% de las
moléculas de la atmósfera y combinado con otros elementos formando muchos
compuestos (como nitratos y nitritos). Cuando se encuentra en estado libre es
muy poco reactivo.
·
El
fósforo es un sólido que se presenta principalmente en dos formas alotrópicas:
fósforo rojo y fósforo blanco, normalmente se encuentra combinado formado las
sales denominadas fosfatos. Tanto el nitrógeno como el fósforo o el
arsénico forman iones con tres cargas negativas.
·
El
arsénico fue usado durante mucho tiempo como veneno para controlar
plagas. Hoy en día se utiliza en la fabricación de semiconductores en
combinación con el silicio y el galio.
·
El
antimonio se usa en la industria de semiconductores y para aumentar la
dureza en algunas aleaciones.
4.9 Anfígenos o
calcógenos
El oxígeno (O) y el
azufre (S) son los elementos más importantes de este grupo.
·
El
oxígeno se encuentra en la naturaleza en estado libre (O), constituyendo
el 20% de las moléculas de la atmósfera y combinado como óxidos, ácidos o
sales.
·
El
azufre es un sólido amarillo que se puede encontrar libre o combinado
formando sulfatos, sulfitos y sulfuros.
·
El
selenio es un sólido gris. Puede convertir la luz en electricidad (efecto
fotoeléctrico). Se usa en xerografía y fotografía para potenciar los tonos.
·
El
telurio se obtiene del mineral calaverita combinado con
el oro.
4.10 Halógenos
El flúor, el cloro,
bromo y yodo forman parte de este grupo.
En la naturaleza
están siempre combinados. En estado libre sus moléculas tienen dos átomos.
El elemento flúor
es un gas de color amarillo, mientras que el cloro es de color verde, el bromo
pardo rojizo y el yodo marrón con brillo.