1. GRUPOS IVA, VA, VIA, VIIA
LINA DANIELA GONZALEZ ROBAYO
11-1
EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN
IBAGUE- TOLIMA
2020
2. INTRODUCCIÓN
En este blog se dará a conocer los grupos correspondientes al iv, v, vi, vii A de la tabla
periódica, mostrando en cada uno los elementos que los componen y sus respectivos usos y
propiedades con el fin de profundizar acerca del tema.
OBJETIVOS
Conocer cada grupo A de la tabla periódica.
Analizar y comprender características básicas de cada elemento y grupo que se
presente.
3. GRUPO IVA
El grupo IVA o Carbonoideos, está formado por los elementos: Carbono, Silicio,
Germanio, Estaño y Plomo. La posición central de este grupo hace que su comportamiento
sea un poco especial, sobre todo el de su primer elemento carbono, que, tiene la propiedad
de unirse consigo mismo, formando cadenas y dando lugar así a una infinidad de
compuestos que constituyen la llamada Química Orgánica.
Estudia los elementos como no metales aunque todos tienen características
semiconductoras en algunas condiciones; además del Plomo y el Estaño que se estudian
como metales.
Al igual que otros grupos, los miembros de esta familia poseen similitudes en su
configuración electrónica, ya que poseen la misma cantidad de electrones en el último nivel
o subnivel de energía. Eso explica las similitudes en sus comportamientos químicos.
Estos elementos no suelen reaccionar con el agua, los ácidos reaccionan con el Germanio,
Estaño y Plomo, las bases fuertes atacan a los elementos de este grupo, con la excepción de
Carbono, desprendiendo Hidrógeno, reaccionan con el oxígeno formando óxidos.
1. CARBONO
Es un elemento químico con símbolo C, número
atómico 6 y masa atómica 12,01. Es un no metal y
tetravalente, disponiendo de cuatro electrones para
formar enlaces químicos covalentes. Tres isótopos
del carbono se producen de forma natural, los
estables 12C y 13C y el isótopo radiactivo 14C.
4. Propiedades físicas y químicas
No metal duro y sólido a temperatura ambiente.
El sulfuro de carbono con el cloro forma el CCl4
Se combina con el oxígeno con el desprendimiento de la luz y calor por lo que se
emplea como fuente artificial de calor
Se combina con metales y metaloides
Al combinarse con el azufre forma un líquido de olor a (col podrida)
Este elemento puede encontrarse en la naturaleza en forma de carbono amorfo
(grafito) y en forma de diamante.
Al combinarse con metales forma hidruros
Al combinarse con el hidrógeno forma diferentes compuestos llamados
hidrocarburos
Ubicación
Tanto el diamante como el grafito están formados por solo átomos de carbono que
se organizan en cristales o en capas siguiendo patrones geométricos determinados.
En la materia viva, el carbono se encuentra combinado con el hidrogeno, oxigeno,
nitrógeno, formando proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, que son
las sustancias orgánicas que constituyen los organismos vivos.
En forma de combustibles fósiles, como el carbón, gas natural, y petróleo. En la
actualidad constituyen los grandes depósitos de material orgánico de donde se
extraen los hidrocarburos, que son la materia prima de donde se obtienen otras
sustancias orgánicas.
Usos
El uso principal del carbono es en forma de hidrocarburos, en gas metano y el
petróleo crudo. El petróleo crudo se utiliza para producir gasolina y queroseno a
través de su destilación.
El grafito se utiliza también como lubricante, como pigmento, como un material de
moldeo en la fabricación de vidrio y como moderador de neutrones en los reactores
nucleares.
El diamante se utiliza en joyería; los diamantes industriales se utilizan para perforar,
cortar o pulir metales y piedra.
Se utiliza en obras de arte y para asar a la parrilla
Los plásticos se fabrican a partir de polímero sintético de carbono
El carbón activado (otra forma de carbono) se utiliza como un absorbente o
adsorbente en muchos filtros
El grafito se combina con arcilla para hacer el principal componente de los lápices
El grafito también se utiliza como un electrodo en la electrólisis
5. 2. SILICIO
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.
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.
Propiedades físicas
Es sólido a temperatura ambiente
Existe en dos formas alotrópicas:
En forma de cristales, de color negro grisáceo.
Sin estructura cristalina y se encuentra como polvo color castaño.
Elemento semiconductor de la electricidad y del calor
En su forma cristalina es muy duro y poco soluble
Presenta un leve brillo metálico
Propiedades químicas
Elemento relativamente inerte y resistente a los ácidos
El agua, vapor y la mayoría de ácidos tienen muy poco efecto sobre este elemento
No reacciona con el oxígeno en estado solido
En estado fundido (derretido) este reacciona con el oxígeno nitrógeno, azufre,
fósforo y otros elementos
Ubicación
Aunque no se encuentra libre en la naturaleza, se produce como óxidos y silicatos
en algunos minerales como en arena, cuarzo, cristal de roca,, amatista, ágata,
pedernal jaspe y el ópalo, entre otros
Se lo puede encontrar en el sol, las estrellas y en abundancia en los meteoritos
aerolitos
Usos
El mayor uso del Silicio, es en hacer aleaciones, las aleaciones de silicio más
importantes son aquellos hechos con hierro, acero, aluminio y cobre
El uso más conocidos es en dispositivos electrónicos para fabricar transistores y
otros componentes
El carburo de silicio es uno de los abrasivos más importantes
El silicio es uno delos componentes que forma parte de la silicona
También se lo utiliza en la fabricación de vidrios y cristales para ventanas y
aislante, entre otros
6. 3. GERMANIO
Es un elemento químico con número atómico 32, y
símbolo Ge perteneciente al período 4 de la tabla
periódica de los elementos.
Propiedades físicas y químicas
Este elemento esta compuestos por 75% plata, 18% sulfuro y % no identificado.
Elemento no tóxico
Semimetal plateado, es quebradizo
Es un semiconductor
Los minerales de germanio son muy raros. Se encuentran en pequeñas cantidades
como los minerales germanite y argyrodite
El óxido de germanio tiene un alto índice de refracción y dispersión
Usos
El óxido de germanio es transparente a la radiación infrarroja y por lo tanto se
utiliza en espectroscopios infrarrojos.
Adecuado para el uso en lentes de cámara gran angulas y objetivos para
microscopios
Se usa comúnmente con arsénico, galio u otros elementos y se utiliza como un
transistor en miles de aplicaciones electrónicas
La producción comercial de germanio se lleva a cabo mediante el procesamiento de
polvo de fundición de zinc
El germanio también se isa como agente de aleación.
4. 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.
7. Propiedades químicas
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 cubrimiento de envases de acero para conservar
alimentos y bebidas. Otros empleos importantes son : aleaciones para soldar,
bronces, etc.
Los productos químicos de estaño, tanto inorgánicos como orgánicos se utilizan
mucho en las industrias de galvanoplastia, cerámica y plásticos, y en la agricultura.
Usos
la aleación con plomo es usada para fabricar la lámina de los tubos de los órganos
musicales
Con él se confecciona el papel de estaño y además como conservante de alimentos
Es una amplia variedad de aleaciones con otros metales: con plomo ( estaño blando)
para fontanerías y automóviles, bronce ferrosos, latón ligero, latón industrial, latón
de alta resistencia
Su uso popular más generalizado es en la bobinas para soldar
Es usado en la artesanía como repujados
Como revestimiento protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en
la fabricación de latas de conserva
Se usa para hacer bronce que es una aleación de cobre y estaño
5. PLOMO
Es un elemento químico de la tabla periódica, su número
atómico es 82 según la tabla actual, ya que no formaba
parte en la tabla periódica de Mendeléyev. Este químico no
lo reconocía como un elemento metálico común por su
gran elasticidad molecular. Cabe destacar que la elasticidad
de este elemento depende de la temperatura ambiente, la
cual extiende sus átomos.
Propiedades
Es uno de los metales más conocidos desde la antigüedad, el plomo es uno de los
metales que tiene un mayor efecto dañino sobre la salud humana. Este puede entrar
en el cuerpo humano a través de la comida (65%), agua (20%) y el aire (15%)
8. Usos
Su utilización en la actualidad es como cubierta para cables, ya sea a de teléfono, de
televisión, de internet o electricidad, sigue siendo una forma de empleo adecuada.
La ductilidad única del plomo lo hace muy apropiado para la aplicación, porque
puede estirare para formar un forro continuo alrededor de los conductos internos.
GRUPO V
El grupo VA o pnicógenos o nitrogenoideos está compuesto por los elementos químicos
del grupo 15 de la tabla periódica, que son: nitrógeno, fósforo, arsénico,
antimonio, bismuto, cuyo descubrimiento ya ha sido confirmado.
A alta temperaturas son muy reactivas y a veces forman enlaces covalentes entre el N y
el P y enlaces iónicos entre Sb y Bi y otros elementos. El nitrógeno reacciona con O2 y H2 a
altas temperaturas.
1. NITRÓGENO
Es un elemento químico de número atómico 7, símbolo N, su
masa atómica es de 14,006 u y que en condiciones
normales forma un gas diatómico (nitrógeno diatómico o
molecular) que constituye del orden del 78 %
del aire atmosférico.
9. Propiedades físicas y químicas
Gas incoloro, inodoro, insípido compuesto por moléculas de N2
Su punto de fusión es de –210ºC.
Su punto de ebullición normal es de –196ºC.
La molécula es muy poco reactiva a causa del fuerte enlace triple entre los átomos
de nitrógeno.
Cuando las sustancias arden en el aire, normalmente reaccionan con el O2 pero no
con el N2. Sin embargo, cuando el Magnesio arde en el aire, también ocurre la
reacción con el N2 para formar nitruro de magnesio
.El elemento exhibe todos los estadios de oxidación desde +5 hasta –3. Los
estados +5, 0 y –3 son los más comunes y estables.
El nitrógeno sólido es incoloro y presenta dos formas alotrópicas, pasando de la
forma cúbica a la hexagonal por encima de -237,54ºC. En estado líquido también es
incoloro e inodoro y se parece al agua.
El nitrógeno atómico, que se forma mediante descargas eléctricas en una atmósfera
de nitrógeno, es muy reactivo: reacciona a temperatura ambiente con metales y no
metales.
A temperatura ambiente, es un gas incoloro, inodoro e insípido, no combustible,
diamagnético. Es más ligero que el aire. A 0ºC se disuelven en agua 0,023
volúmenes/% de nitrógeno; la solubilidad del O2 es el doble y, por consiguiente, la
presión parcial del oxígeno en el agua es superior a la del nitrógeno, lo que es
esencial para los seres vivos acuáticos.
Ubicación
El nitrógeno es un componente esencial de los seres vivos (animales y plantas), lo
contienen en forma de proteínas y ácidos nucleicos; como consecuencia, en los
buenos suelos hay hasta 30 toneladas/hectárea de combinaciones nitrogenadas: en la
corteza terrestre se encuentra en un 1,9x10-3% en peso. En volumen el 78% de la
atmósfera es nitrógeno (75% en peso)
El nitrógeno líquido se usa como refrigerante. Atmósfera inerte en lámparas y relés,
en la industria electrónica, industria del acero. Productos agrícolas. Propelente en
aerosoles y extintores, en industria del petróleo.
Usos
Uno de los usos principales es la fabricación de fertilizantes, aunque también se
utiliza para preparar explosivos, algunos colorantes y para la fabricación del
amoníaco.
También se usa para inflar los paquetes que contienen alimentos, como patatas
fritas, y mantenerlos frescos más tiempo ya que se evita su descomposición por el
oxígeno y otras sustancias.
10. El nitrógeno líquido se usa en la investigación para reducir temperaturas y en
algunos tratamientos dermatológicos.
Con el descubrimiento reciente de materiales cerámicos que llegan a ser
superconductores en el punto de ebullición del nitrógeno, su uso como refrigerante
ha aumentado considerablemente.
Debido a su inercia se utiliza en algunos procesos para producir una atmósfera
protectora que impida la evolución de reacciones no deseadas.
Mezclado con el oxígeno, el óxido nitroso se usa como anestésico para algunos
tipos de cirugía.
2. FÓSFORO
Es un elemento químico de número atómico 15 y
símbolo P. Es un no metal multivalente perteneciente
al grupo del nitrógeno (Grupo 15 (VA):
nitrogenoideos) que se encuentra en la naturaleza
combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos
vivos pero nunca en estado fundamental. Es muy
reactivo y se oxida espontáneamente en contacto con
el oxígeno atmosférico emitiendo luz.
Propiedades
El fósforo es un componente esencial de los organismos.
Es el segundo mineral más abundante en el cuerpo humano.
Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).
Forma parte de los huesos y dientes de los animales.
En las plantas en una porción de 0,2 % y en los animales hasta el 1 % de su masa es
fósforo.
El fósforo común es un sólido.
De color blanco, pero puro es incoloro.
Un característico olor desagradable.
Es un no metal.
Emite luz por fosforescencia.
11. Usos
Los fosfatos se utilizan para hacer vidrio especial que se utiliza como en las
lámparas de sodio.
El fósforo es un nutriente esencial para las plantas, por lo que se añade a los
fertilizantes.
En el laboratorio, dos isótopos radiactivos de fósforo se puede utilizar como
trazadores radiactivos.
El fosfato de calcio se puede utilizar para hacer porcelana fina.
Las cabezas de las cerillas están hechos de fósforo. Las bengalas y los fósforos de
seguridad también están hechos de fósforo.
El fósforo blanco se usa en bombas incendiarias, cortinas de humo (por ejemplo,
bombas de humo) y en munición trazadora.
El tributilfosfato, un compuesto de fósforo, se utiliza para extraer uranio. Esto se
llama el proceso Purex.
El fósforo es un componente importante de ADN y ARN.
El fósforo se utiliza en la producción de acero.
El tripolifosfato de sodio se utiliza en detergentes para ropa en algunas partes del
mundo. Esto ayuda en la limpieza de la ropa. Sin embargo, algunos países han
prohibido ya que conduce a la muerte de los peces cuando se filtró hacia las vías
fluviales.
Otros compuestos de fósforo se utilizan en la fabricación de pesticidas, aditivos
alimentarios, dentífrico y fertilizantes.
3. 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.
Propiedades
Se presenta en tres estados alotrópicos, gris o metálico, amarillo y negro.
El arsénico gris metálico (forma α) es la forma estable en condiciones normales y
tiene estructura romboédrica, es un buen conductor del calor pero pobre conductor
eléctrico, su densidad es de 5,73 g/cm³, es deleznable y pierde el lustre metálico
expuesto al aire.
12. El arsénico “amarillo” (forma γ) se obtiene cuando el vapor de arsénico se enfría
rápidamente.
Es extremadamente volátil y más reactivo que el arsénico metálico y
presenta fosforescencia a temperatura ambiente.
Una tercera forma alotrópica, el arsénico “negro” (forma β) de estructura hexagonal
y densidad 4,7 g/cm³, tiene propiedades intermedias entre las formas alotrópicas
descritas y se obtiene en la descomposición térmica de la arcina o bien enfriando
lentamente el vapor de arsénico.
A presión atmosférica el arsénico sublima a 613 °C, y a 400 °C arde con llama
blanca formando el sesquióxido As4O6.
Reacciona violentamente con el cloro y se combina, al calentarse, con la mayoría de
los metales para formar el arseniuro correspondiente y con el azufre.
No reacciona con el ácido clorhídrico en ausencia de oxígeno, pero sí con el nítrico
caliente, sea diluido o concentrado y otros oxidantes como el peróxido de
hidrógeno, ácido perclórico, etc. Es insoluble en agua pero muchos de sus
compuestos lo son.
Ubicación
Es el 52. º elemento en abundancia de la corteza terrestre con 2 ppm (5·10−4 %) y
es uno de los 22 elementos conocidos que se componen de un solo núcleo estable.
El arsénico se encuentra en forma nativa y, principalmente, en forma de sulfuro en
una gran variedad de minerales que contienen cobre, plomo, hierro, níquel, cobalto
y otros metales.
En la fusión de minerales de cobre, plomo, cobalto y oro se obtiene trióxido de
arsénico que se volatiliza en el proceso y es arrastrado por los gases de la chimenea
que pueden llegar a contener más de una 30 % de trióxido de arsénico.
Los gases de la chimenea se refinan posteriormente mezclándolos con pequeñas
cantidades de galena o pirita para evitar la formación de arsenitos y por tostación se
obtiene trióxido de arsénico entre el 90 y 95 % de pureza, por sublimaciones
sucesivas puede obtenerse con una pureza del 99 %.
Usos
Preservante de la madera (arseniato de plomo y cromo), uso que representa, según
algunas estimaciones, cerca del 70 % del consumo mundial de arsénico.
El arseniuro de galio es un importante material semiconductor empleado en
circuitos integrados más rápidos, y caros, que los de silicio. También se usa en la
construcción de diodos láser y LED.
Aditivo en aleaciones de plomo y latones.
13. Insecticida (arseniato de plomo), herbicidas (arsenito de sodio) y venenos..
El disulfuro de arsénico se usa como pigmento y en pirotecnia.
Decolorante en la fabricación del vidrio (trióxido de arsénico).
4. ANTIMONIO
Es un elemento químico que forma parte del
grupo de los metaloides de número atómico 51
situado en el grupo 15 de la tabla periódica de los
elementos. Su nombre y abreviatura (Sb) procede
de estibio.
Propiedades físicas y químicas
El antimonio en su forma elemental es un sólido cristalino, fundible, quebradizo,
blanco plateado que presenta una conductividad eléctrica y térmica baja y se
evapora a bajas temperaturas
Este elemento semimetálico se parece a los metales en su aspecto y propiedades
físicas, pero se comportan químicamente como un no metal.
También puede ser atacado por ácidos oxidantes y halógenos.
Las estimaciones sobre la abundancia de antimonio en la corteza terrestre van desde
0,2 a 0,5 ppm. El antimonio es calcófilo, presentándose con azufre y con otros
elementos como plomo, cobre y plata.
Ubicación
El antimonio se encuentra en la naturaleza en numerosos minerales, aunque es un
elemento poco abundante. Pero es posible encontrarlo libre, normalmente está en
forma de sulfuros; la principal mena de antimonio es la antimonita (también llamada
estibina), Sb2S3.
Usos
El antimonio tiene una creciente importancia en la industria de semiconductores en
la producción de diodos, detectores infrarrojos y dispositivos de efecto Hall.
Usado en aleaciones, este semimetal incrementa mucho la dureza y resistencia a
esfuerzos mecánicos de la aleación.
También se emplea en distintas aleaciones como peltre, metal antifricción (aleado
con estaño), metal inglés (formado por zinc y antimonio), etc.
Compuestos de antimonio en forma de óxidos, sulfuros, antimoniatos y halogenuros
de antimonio se emplean en la fabricación de materiales resistentes al fuego,
esmaltes, vidrios, pinturas y cerámicas.
14. El trióxido de antimonio es el más importante y se usa principalmente como
retardante de llama.
5. BISMUTO
Es un elemento químico de la tabla periódica cuyo
símbolo es Bi, su número atómico es 83 y se
encuentra en el grupo 15 del sistema periódico.
Propiedades físicas y químicas
Cuando es sólido flota sobre su estado líquido,
por tener menor densidad en el estado sólido. Esta
característica es compartida con el agua, el galio, el
ácido acético, el antimonio y el silicio.
En casi todos los compuestos de bismuto
aparece 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.
Usos
Al ser el bismuto un elemento denso con un peso atómico elevado, es utilizado para
fabricar escudos de látex impregnados con bismuto para protección de los rayos X
durante exámenes médicos, tales como tomografías computarizadas con rayos X,
principalmente porque se le considera un elemento no tóxico.
El oxicloruro de bismuto (BiOCl) a veces es utilizado en cosméticos, como
pigmento en pintura para sombra de ojos, espray para el cabello y esmalte para
uñas.
El compuesto se presenta en la naturaleza como el mineral bismoclita y la forma
cristalina contiene capas de átomos que refractan la luz en forma cromática,
produciendo un aspecto iridiscente similar al nácar de las perlas.
15. GRUPO VI
El grupo de los anfígenos o calcógenos es también llamado familia del oxígeno y es
el grupo conocido antiguamente como VI A, y actualmente el grupo 16 (según la IUPAC)
en la tabla periódica de los elementos, formado por los siguientes
elementos: oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), telurio (Te), polonio (Po). El nombre de
anfígeno en español deriva de la propiedad de algunos de sus elementos de formar
compuestos con carácter ácido o básico.
Aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia (última capa s2p4),1 sus propiedades
varían de no metálicas a metálicas en cierto grado, conforme aumenta su número atómico.
El oxígeno y el azufre se utilizan abiertamente en la industria y el telurio y el selenio en la
fabricación de semiconductores.
1. OXÍGENO
Es un elemento químico de número atómico 8 y
representado por el símbolo O.
En condiciones normales de presión y temperatura, el
oxígeno es un gas incoloro e inodoro con fórmula
molecular O2, en el que dos átomos de oxígeno
se enlazan con una configuración electrónica en estado
triplete.
16. Propiedades físicas y químicas
En su forma normal de triplete, las moléculas de O2 son paramagnéticas; es decir,
que en presencia de un campo magnético forman un imán, debido al momento
magnético del espín de los electrones desparejados en la molécula y la interacción
de canje negativa entre moléculas de O2 contiguas.
El oxígeno es más soluble en agua que el nitrógeno.
La solubilidad del oxígeno en el agua depende de la temperatura.
Ubicación
El oxígeno es el elemento químico más abundante, por masa, en la biosfera, el aire,
el mar y el suelo terrestres. Es, asimismo, el tercero más abundante en el universo,
tras el hidrógeno y el helio.
El oxígeno gaseoso es el segundo componente más abundante en la atmósfera
terrestre, ya que supone un 20,8 % de su volumen y el 23,1 % de su masa (unas
1015 toneladas).
El O2 que rodea a estos planetas proviene exclusivamente de la reacción que sufren
moléculas que contienen oxígeno, como el dióxido de carbono, por efecto de la
radiación ultravioleta.
El 55 % de la producción mundial de oxígeno se consume en la producción
de acero. Otro 25 % se dedica a la industria química. Del 20 % restante la mayor
parte se usa para aplicaciones medicinales, oxicorte, como oxidante en combustible
de cohetes y en tratamiento de aguas.
Usos
Una aplicación notable del O2 como gas respirable de baja presión se encuentra en
los trajes espaciales modernos, que envuelven el cuerpo de sus ocupantes con aire
presurizado. Estos dispositivos usan oxígeno casi puro a una presión de alrededor de
un tercio de la común, lo que da como resultado una presión parcial normal en el
O2 de la sangre.
Los buceadores y los tripulantes de submarinos también usan O2 artificialmente
proporcionado, pero la mayoría usan una presión normal o una mezcla de oxígeno y
aire
Los escaladores de montaña y los que viajan en aviones no presurizados a veces
tienen un suplemento de O2.
El oxígeno, como un supuesto eufórico suave, tiene una historia de uso recreativo
en deportes y bares de oxígeno.
La fundición de mena de hierro en acero consume el 55 % del oxígeno producido
comercialmente. En este proceso, el O2 es inyectado mediante una lanza de alta
presión en el molde de hierro, que expulsa las impurezas de Azufre y el exceso
de Carbono, en forma de sus respectivos óxidos, SO2 y CO2. Las reacciones
son exotérmicas y la temperatura asciende hasta los 1700 Cº.
Otro 25 % de este oxígeno se dedica a la industria química.
17. El etileno reacciona con el O2 para crear óxido de etileno, que, a su vez, se convierte
en etilenglicol, el material usado como base para fabricar una gran variedad de
productos, entre otros los anticongelantes y los polímeros de poliéster (los
precursores de muchos plásticos y textiles).
El oxígeno se usa en el oxicorte quemando acetileno con O2 para producir una llama
muy caliente. En este proceso, el metal de hasta 60 centímetros de grosor se calienta
primero con una pequeña llama de oxiacetileno para después ser rápidamente
cortado por un gran chorro de O2.
2. AZÚFRE
Es un elemento químico de número
atómico 16 y símbolo S .Es un no
metal abundante con un color amarillo
característico. Dicho elemento es generado
en estrellas masivas en las que predominan
temperaturas que provocan la fusión entre un
núcleo de silicio y otro de helio en un proceso
denominado nucleosíntesis de supernovas.
Propiedades físicas y químicas
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 y benceno.
Es multivalente, y son comunes los estados de oxidación -2, +2, +4, +6.
En todos los estados (sólido, líquido y gaseoso): según los químicos presenta formas
alotrópicas cuyas relaciones no son completamente conocidas.
Las estructuras cristalinas más comunes son el octaedro ortorrómbico (azufre α) y
el prisma monoclínico (azufre β), siendo la temperatura de transición de una a otra
de 96 °C
A temperatura ambiente, la transformación del azufre monoclínico en ortorrómbico,
es más estable y muy lenta.
Al fundir el azufre, se obtiene un líquido que fluye con facilidad formado por
moléculas de S8. Sin embargo, si se calienta, el color se torna marrón algo rojizo, y
se incrementa la viscosidad.
En estado vapor también forma moléculas de S8, pero a 780 °C ya se alcanza el
equilibrio con moléculas diatómicas y por encima de aproximadamente 1800 °C la
disociación es completa y se encuentran átomos de azufre.
18. Además de en trozos, barras o polvo grueso, existe en el mercado una presentación
en forma de polvo muy fino, llamada "Flor de azufre", que puede obtenerse por
precipitación en medio líquido o por sublimación de su vapor sobre una placa
metálica fría.
Usos
El azufre se usa en multitud de procesos industriales, como la producción de ácido
sulfúrico para baterías, la fabricación de pólvora y el vulcanizado del caucho.
Los sulfitos se usan para blanquear el papel y en fósforos.
El tiosulfato de sodio o amonio se emplea en la industria fotográfica como «fijador»
ya que disuelve el bromuro de plata; y el sulfato de magnesio (sal de Epsom) tiene
usos diversos como laxante, exfoliante, o suplemento nutritivo para plantas.
También el azufre se emplea en la industria enológica como antiséptico. Uno de sus
principales usos es como anhídrido sulfuroso.
El azufre tiene usos como fungicida y en la manufactura de fosfatos fertilizantes.
3. SELENIO
Es un elemento químico de la tabla
periódica cuyo símbolo es Se y su número
atómico 34. Pertenece a la familia de los no
metales
Propiedades
El selenio se puede encontrar en varias formas alotrópicas.
El selenio amorfo existe en tres formas, la vítrea, negra, obtenida al enfriar
rápidamente el selenio líquido, funde a 180 °C y tiene una densidad de 4,28 g/cm3;
la roja, coloidal, se obtiene en reacciones de reducción.
El selenio gris cristalino de estructura hexagonal, la forma más común, funde a
220,5 °C y tiene una densidad de 4,81 g/cm3
La forma roja, de estructura monoclínica, funde a 221 °C y tiene una densidad de
4,39 g/cm3.
Es insoluble en agua y alcohol, ligeramente soluble en disulfuro de carbono y
soluble en éter.
Presenta el efecto fotoeléctrico, convirtiendo la luz en electricidad, y, además,
su conductividad eléctrica aumenta al exponerlo a la luz. Por debajo de su punto de
fusión es un material semiconductor tipo p, y se encuentra en su forma natural.
19. Usos
El selenio se usa con diversos fines. Su derivado, el selenio de amonio, por ejemplo,
se ocupa en la fabricación de vidrio.
Otro derivado, el sulfuro de selenio, se usa en lociones y champús como tratamiento
para la dermatitis seborreica
4. TELURIO
Es un elemento químico cuyo símbolo es Te y
su número atómico es 52. Es un semimetal que se
encuentra en el grupo 16 y el periodo 5 de la Tabla
periódica de los elementos.
Propiedades
El telurio es un elemento relativamente estable, insoluble en agua y ácido
clorhídrico, pero soluble en ácido nítrico y en agua regia.
Reacciona con un exceso de cloro para formar dicloruro de teluro, TeCl2 y
tetracloruro de teluro, TeCl4.
Se oxida con ácido nítrico y produce dióxido de teluro, TeO2, y con ácido
crómico para dar ácido telúrico, H2TeO4.
En combinación con el hidrógeno y ciertos metales, forma telururos, como
el telururo de hidrógeno, H2Te, y el telururo de sodio, Na2Te. El teluro tiene un
punto de fusión de 452° C, un punto de ebullición de 990° C, y una densidad
relativa de 6,25.
Su masa atómica es 127,60
Ubicación
El telurio puede obtenerse combinado con oro en la calaverita, un mineral metálico
relativamente poco abundante.
Usos
Los compuestos de telurio se usan ampliamente en la química orgánica sintética
para la reducción y oxidación, ciclofuncionalización, deshalogenación, reacciones
de generación de carbaniones y eliminación de grupos protectores.
Los compuestos organometálicos son intermedios en la síntesis de aminas, dioles y
productos naturales.
20. El telurio es un componente de importancia clave en los catalizadores de óxidos
mixtos de alto rendimiento para la oxidación selectiva catalítica heterogénea de
propano a ácido acrílico.
En presencia de vapor de agua, la superficie del catalizador se enriquece en telurio y
vanadio lo que se traduce en la mejora de la producción de ácido acrílico.
El telurio puede usarse en sensores de amoníaco y cristales de telurita.
5. POLONIO
Es un elemento químico en la tabla periódica de los
elementos cuyo símbolo es Po y su número
atómico es 84. Se trata de un raro metal altamente
radiactivo, químicamente similar al telurio y
al bismuto, presente en minerales de uranio.
Propiedades
Estas sustancias se disuelven con mucha facilidad en ácidos, pero es sólo
ligeramente soluble en alcalinos. Está químicamente relacionado con el teluro y
el bismuto.
El polonio es un metal volátil, reducible al 50% tras 45 horas al aire a una
temperatura de 54,8 °C (328 K). Ninguno de los 50 isotopos de polonio es estable.
Es extremadamente tóxico y altamente radiactivo. Se ha encontrado polonio en
minerales de uranio, humo de tabaco y como contaminante.
Todos los elementos a partir del polonio son significativamente radiactivos.
Se encuentra en el grupo 16 y su número atómico es 84.
Ubicación
Aunque es un elemento de procedencia natural, sólo está presente en los minerales
de uranio natural en razón de 100 microgramos por tonelada
Usos
Mezclado o aleado con berilio, el polonio puede ser una fuente de neutrones, y fue
utilizado como tal en la bomba atómica lanzada en Nagasaki, para producir en el
breve lapso de la implosión (producida por el explosivo convencional TNT) un
número suficiente de neutrones para desencadenar la reacción en cadena del
plutonio, y la consiguiente explosión atómica.
Se utiliza también en dispositivos destinados a la eliminación de carga estática, en
cepillos especiales para eliminar el polvo acumulado en películas fotográficas y
también en fuentes de calor para satélites artificiales o sondas espaciales.
21. GRUPO VII
El grupo VIIA o son los elementos químicos que forman el grupo 17 (XVII A, utilizado
anteriormente) o grupo VII A de la tabla
periódica: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I), astato (At).
En estado natural se encuentran como moléculas diatómicas químicamente activas. Para
llenar por completo su último nivel energético (s2p5) necesitan un electrón más, por lo que
tienen tendencia a formar un ion mononegativo.
Son elementos oxidantes (disminuyendo también esta característica al bajar en el grupo), y
el flúor es capaz de llevar a la mayor parte de los elementos al mayor estado de oxidación.
Muchos compuestos orgánicos sintéticos y algunos naturales contienen halógenos; a estos
compuestos se les llama compuestos halogenados.
1. FLÚOR
Es el elemento químico de número
atómico 9 situado en el grupo de
los halógenos (grupo 17) de la tabla periódica
de los elementos. Su símbolo es F.
22. Propiedades
Es un gas a temperatura ambiente, de color verde pálido, formado por moléculas
diatómicas F2. Es el más electronegativo y reactivo de todos los elementos. En
forma pura es altamente peligroso, causando graves quemaduras químicas al
contacto con la piel.
El flúor es el elemento más electronegativo y reactivo y forma compuestos con
prácticamente todo el resto de elementos, incluyendo los gases
nobles xenón y radón.
El flúor diatómico, F2, en condiciones normales es un gas corrosivo de color
amarillo casi blanco, fuertemente oxidante. Bajo un chorro de flúor en estado
gaseoso, el vidrio, metales, agua y otras sustancias, se queman en una llama
brillante. Siempre se encuentra en la naturaleza combinado y tiene tal afinidad por
otros elementos, especialmente silicio, que no se puede guardar en recipientes de
vidrio.
En disolución acuosa, el flúor se presenta normalmente en forma de ion fluoruro, F-.
Otras formas son fluorocomplejos como el [FeF4]-, o el H2F+.
Los fluoruros son compuestos en los que el ion fluoruro se combina con algún resto
cargado positivamente.
Ubicación
El flúor es el halógeno más abundante en la corteza terrestre, con una concentración
de 950 ppm.
En el agua de mar esta se encuentra en una proporción de aproximadamente 1,3
ppm. Los minerales más importantes en los que está presente son la fluorita, CaF2,
el fluorapatito, Ca5(PO4)3F y la criolita, Na3AlF6.
El flúor se obtiene mediante electrólisis de una mezcla de HF y KF. Se produce
la oxidación de los fluoruros:
En el cátodo se descarga hidrógeno, por lo que es necesario evitar que entren en
contacto estos dos gases para que no haya riesgo de explosión
Usos
El politetrafluoroetileno (PTFE), también denominado teflón, se obtiene a través de
la polimerización de tetrafluoroetileno que a su vez es generado a partir
de clorodifluorometano, que se obtiene finalmente a partir de la fluoración del
correspondiente derivado halogenado con fluoruro de hidrógeno (HF).
También a partir de HF se
obtienen clorofluorocarburos (CFC), hidroclorofluorocarburos (HClFC)
e hidrofluorocarburos (HFC).
Se emplea flúor en la síntesis del hexafluoruro de uranio, UF6, es el gas más pesado
conocido y se emplea en el enriquecimiento de uranio.
23. El fluoruro de hidrógeno se emplea en la obtención de criolita sintética, Na3AlF6, la
cual se usa en el proceso de obtención de aluminio.
Hay distintas sales de flúor con variadas aplicaciones
El fluoruro de sodio, NaF, se emplea como agente fluorante; el difluoruro de
amonio, NH4HF2, se emplea en el tratamiento de superficies, anodizado del
aluminio, o en la industria del vidrio; el trifluoruro de boro, BF3, se emplea como
catalizador; etc.
Algunos fluoruros se añaden a las pastas de dientes para la prevención
de caries (principalmente el fluoruro de sodio).
Se emplea flúor monoatómico en la fabricación de semiconductores.
El hexafluoruro de azufre, SF6, es un gas dieléctrico con aplicaciones electrónicas.
Este gas contribuye al efecto invernadero y está recogido en el Protocolo de Kioto.
2. CLORO
Es un elemento químico de número atómico 17 situado
en el grupo de los halógenos (grupo VIIA) de la tabla
periódica de los elementos. Su símbolo es Cl. En
condiciones normales y en estado puro forma dicloro: un
gas tóxico amarillo-verdoso formado por moléculas
diatómicas (Cl2) unas 2,5 veces más pesado que el aire,
de olor desagradable y tóxico. Es un elemento
abundante en la naturaleza y se trata de un elemento
químico esencial para muchas formas de vida.
Propiedades
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 (especialmente en forma de cloruro de sodio), cloritos y cloratos ,
en las minas de sal y disuelto en el agua de mar.
Ubicación
El cloro se encuentra en la naturaleza combinado con otros elementos formando
principalmente sales iónicas; como es el caso del cloruro sódico y cálcico; también
con la mayoría de metales; desde el cloruro de hafnio hasta el cloruro de plata.
Finalmente cabe destacar que la gran mayoría de estos compuestos suelen
encontrarse con impurezas formando parte de minerales como la carnalita,
KMgCl3·6H2O.
Usos
El cloro comercial se obtiene por electrólisis en el proceso de preparación de los
álcalis y se expande en forma líquida, no es puro; y por lo tanto, ha de purificarse.
24. Si se trata el dióxido de manganeso hidratado con ácido clorhídrico concentrado se
produce un gas exento en gran parte de impurezas tales como el oxígeno gas
(O2(g)) y óxidos de cloro.
3. BROMO
(También llamado antaño fuego líquido) es un elemento
químico de número atómico 35 situado en el grupo de
los halógenos (grupo VII A) de la tabla periódica de los
elementos. Su símbolo es Br.
Ubicación
La mayor parte del bromo se encuentra
en el mar en forma de bromuro, Br-. En el mar presenta
una concentración de unos 65 µg/g.
El bromo molecular, Br2 se obtiene a
partir de las salmueras, mediante la oxidación del
bromuro con cloro.
Usos
Las aplicaciones químicas e industriales del bromo son numerosas y variadas,
destacando los compuestos organobromados, los cuales son preparados a partir de
bromo diatómico o bien de bromuro de hidrógeno (ácido bromhídrico en disolución
acuosa).
La prueba del bromo consiste en el uso de agua de bromo con el objetivo de detectar
la presencia de compuestos orgánicos insaturados.
Los bromuros actúan médicamente como sedantes y el bromuro de plata se utiliza
como un elemento fundamental en las placas fotográficas.
4. YODO
Es un elemento químico de número atómico 53 situado en el
grupo de los halógenos (grupo 17) de la tabla periódica de
los elementos. Su símbolo es I
Propiedades
Al igual que todos los halógenos, forma un gran número de
moléculas con otros elementos, pero es el menos reactivo de
los elementos del grupo, y tiene ciertas características
metálicas. Puede presentar diversos estados de oxidación:
−1, +1, +3, +5, +7. Reacciona con el mercurio y el azufre.
25. Ubicación
El yodo se presenta en la corteza terrestre con una concentración de 0,14 ppm,
mientras que en el agua de mar su abundancia es de 0,052 ppm.
El yodo se obtiene a partir de los yoduros, I-, presentes en el agua de mar y en algas,
o en forma de yodatos, IO3- a partir de los nitratos del salitre (separándolos
previamente de éstos).
Usos
El yodo es un elemento químico esencial. La glándula tiroides fabrica las hormonas
tiroxina y triyodotironina, que contienen yodo. El déficit en yodo produce bocio y
mixedema.
Las hormonas tiroideas juegan un papel muy básico en la biología, actuando sobre
la transcripción genética para regular la tasa metabólica basal.
La deficiencia total de hormonas tiroideas puede reducir la tasa metabólica basal
hasta un 50 %, mientras que en la producción excesiva de hormonas tiroideas
pueden incrementar el metabolismo basal hasta un 100 %.
5. ASTATO
Es un elemento químico de la tabla periódica cuyo
símbolo es At y su número atómico es 85. Es radiactivo
y el más pesado de los halógenos. Se produce a partir
de la degradación de uranio y torio.
Propiedades
El comportamiento químico de este elemento
altamente radiactivo es muy similar al de otros
halógenos, especialmente el yodo. Se piensa que el
ástato es más metálico que el yodo.
Las propiedades de volumen del ástato no son
conocidas.
El ástato tiende a tener una apariencia oscura,
lustrosa y brillante; puede ser un elemento semiconductor o posiblemente un metal.
Probablemente posee un punto de fusión más elevado que el punto de fusión del
yodo. Químicamente, muchas especies de ástato aniónico son conocidas, y la
mayoría de estas variaciones se asemejan al yodo.
El ástato también manifiesta cierto comportamiento metálico, como su capacidad de
formar cationes monoatómicos estables en soluciones acuosas; a diferencia de los
halógenos más ligeros (flúor, bromo y yodo).
26. Ubicación
El ástato se obtiene bombardeando bismuto con partículas alfa, obteniendo isótopos 209At
y 210At, con un periodo de semidesintegración relativamente alto.
