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- 1. GRUPOS IVA, VA, VIA, VIIA MARA SOFÍA RODRIGUEZ ARIAS 11-1 EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN IBAGUE- TOLIMA 2020
- 2. INTRODUCCIÓN En las siguientes páginas veremos algunas características, propiedades y generalidades de los grupos 4A, 5A, 6A Y 7A. Esta organización de la tabla periódica fue creada dependiendo de las características de los diferenteselementos,endonde acada grupo le pertenecenelementoscomunesque lespermiten integrarse como su composición, textura, los tipos de enlaces que forman y sus aplicaciones más comunes. Por tanto,a continuación, voy a describir los elementos del grupo A para su mejor comprensión. OBJETIVOS ° Identificar y reconocer los elementos correspondientes a cada uno de los grupos nombrados. ° Aprender la importancia de dichos elementos y sus aplicaciones en la vida diaria. ° Conocer su ubicación y su clasificación en la tabla periódica de acuerdo con sus generalidades y características. GRUPO IVA (4A) Este grupo está formadopor 5 elementos;unono metal,dosmetaloidesy dos metales,loscuales son: ° Carbono (C) ° Silicio (Si) ° Germanio (Ge) ° Estaño (Sn) ° Plomo (Pb) La mayoría de estoselementossonmuyconocidos,enespecial el Carbono,elementofundamental enlaquímicaorgánica.Tambiénel Silicio,queesunodeloselementosmásabundantesenlacorteza terrestre con el 28%, y además de gran importancia en la sociedad. Los 3 primeros de este grupo no forman unionesiónicas, todos tienen números de oxidación+2 y +4, pero sin embargo en el Carbono y el Silicio dominan loscompuestos de númerosde oxidación +4, y en el Plomo y el Estaño los de número de oxidación +2. Los elementosmetálicosdel grupo,loscualesson el Estaño y el Plomono reaccionancon el agua, pero sí lo hacen con los ácidos como el clorhídrico, liberando así Hidrógeno.
- 3. CARBONO Es un elemento químico de número atómico 6, es un sólido a temperatura ambiente, el cual es el pilarbásico de la químicaorgánica. ES un no metal tetravalente,disponiendode 4 electronespara formar enlaces químicos covalentes. Este elemento está presente en la tierra desde la antigüedad, en estado de cuerpo simple, de compuestos orgánicos o inorgánicos. El carbono elemental existe en 2 formas alotrópicas cristalinas bien definidas: el diamante y el grafito. Otras formas con poca cristalinidad son el carbón vegetal, coque y negro de humo. El carbono químicamente purode preparapor descomposicióntérmicadel azúcar enausenciadel aire. Las propiedades físicas y químicas de este elementodependen de la estructura cristalina del mismo. A temperaturas elevadas se combina con el oxígeno para formar monóxido o dióxido de carbono.
- 4. SILICIO Elemento químico metaloide,número atómico 14 y situado en el grupo 4 de la tabla periódica de los elementos formando parte de la familia de los carbonoideos. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (27,7% en peso) después del oxígeno.Se presentaenformaamorfaycristalizada;elprimeroesunpolvoparduzco,másactivo que la variante cristalina, que se presenta en octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico. Los humanosusamosel silicioenabundancia.Quizássuusomássignificativoesenformade arena y de arcilla,lousamospara crear hormigón,ladrillos,esmaltes,cerámicaymuchosotrosproductos útiles para la construcción. También es un elemento fundamental en la producción del acero y muchos tipos de vidrio, siendo uno de los elementos más útiles y económicos. El siliciohiperpuroycombinadoconotroselementoscomoboro,galio,fósforoyarsénico,se puede utilizar para producir una forma de silicio que compone los transistores, las células solares, los rectificadores y muchísimos otros dispositivos que se utilizan ampliamente en la industria electrónica y la tecnología espacial. En cuanto a su conductividad eléctrica, el tipo de materiales a los cuales pertenece este elemento son semiconductores.
- 5. GERMANIO Es divalente o tetravalente, tiene una apariencia metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicasde un metal sóloencondicionesespeciales,dadoque estálocalizadoenlatablaperiódica endonde ocurre latransiciónde metalesanometales.A temperaturaambientehaypoca indicación de flujo plástico y, en consecuencia, se comporta como un material quebradizo. En la naturaleza, el germanio puede hallarse en determinados minerales, siendo abundante en varias regiones norteamericanas y también en Europa, especialmente en Rusia. Dos minerales de germanioimportantessonlaargirodita;un sulfurode germanio yplata,y la llamadagermanita,un mineral que contiene hasta un 8 % de nuestro elemento. Otras formasde obtenergermanio refierenaprocesosartificialesdel Hombre,comoporejemploel procesamientode mineralesde zinc,donde se lopuede aislardel polvode loshornos de fundición. Hoyendía,numerosastécnicasderefinamientose handesarrolladoparalaproduccióndegermanio cristalino, que tiene mínimas impurezas y se emplea con suma frecuencia en el sector industrial y sobre todo la electrónica. ESTAÑO
- 6. Esunmetal blanco,maleable, que seoxidafácilmente,atemperaturaambiente,cambiandode color a un grismásopaco, yesresistente alacorrosión.Se encuentraenmuchasaleacionesyse usapara recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Raramente se encuentra nativo, siendo su principal mineral la casiterita, esta se muele y se enriquece porunprocesodenominadoflotación,se tuestayse calientay se obtiene el metal.Para purificarlo, se eliminan las impurezas subiendo la temperatura de fusión del elemento con lo que sale en forma líquida. Tiene 2variantesalotrópicas,el estañogris,polvonometálico,de estructuracúbicayestableabajas temperaturas. Se usa como protector del cobre, del hierroy de diversosmetalesusadosenla fabricacióndelatas de conserva. También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio. PLOMO Su número usual de valencia es 2, pero también muestra la valencia 4, sobre todo en compuestos orgánicos, que suelen ser bastante estables. Los cuatro isótopos naturales son, por orden decreciente de abundancia, 208, 206, 207 y 204. Cristaliza en el sistema cúbico en forma de cara centrada. Está presente en la corteza terrestre. Es unmetal grisazulado,blandoypesado,se cortafácilmenteconuncuchillo.Se laminayestirapor extrusión, pero pequeñas cantidades de arsénico, antimonio, cobre y metales alcalino térreos aumentan su dureza. Su resistencia a la corrosión atmosférica, y al ataque de los ácidos hace que sea muy útil. Este químicono loreconocía como unelementometálicocomúnporsugran elasticidadmolecular. Cabe destacar que la elasticidad de este elemento depende de la temperatura ambiente, la cual extiende sus átomos.
- 7. GRUPO VA (5A) El grupo VA del Sistema Periódico, o familia del nitrógeno, está formado por los elementos: nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto. Debido a su configuración electrónica, estos elementos no tienden a formar compuestos iónicos, más bien forman enlaces covalentes. El carácter metálico aumenta considerablemente conforme se desciende en el grupo, siendo el nitrógenoyel fósforono-metales,el arsénicoy el antimonio semimetales y el bismuto un metal.
- 8. NITRÓGENO Se trata de un no metal gaseoso,esinodoro,insípidoe incoloro,generalmentesiendoconsiderado un elemento inerte. A nuestro alrededor podemos encontrar nitrógeno en todas partes y compuestos de nitrógeno pueden hallarse desde en alimentos a fertilizantes, venenos e incluso explosivos. encondicionesnormalesformaungasdiatómico(nitrógenodiatómicoomolecular)que constituye del orden del 78 % del aire atmosférico. En ocasiones es llamado ázoe, antiguamente se usó también Az como símbolo del nitrógeno. Los compuestos orgánicos de nitrógeno como la nitroglicerina y el trinitrotolueno son a menudo explosivos. La hidracina y sus derivados se usan como combustible en cohetes. El ciclo de este elemento es bastante más complejo que el del carbono,dado que estápresente enlaatmósferanosolocomoN2(78 %) sinotambiénenunagran diversidad de compuestos. FÓSFORO Esunnometal multivalentepertenecienteal grupodelnitrógeno, quese encuentraenlanaturaleza combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos, pero nunca en estado nativo. Es muy reactivo y se oxida espontáneamente en contacto con el oxígeno atmosférico emitiendo luz. Existen 3 tipos de fósforo: ° Blanco: Es venenosoe insoluble en el agua, y además la más reactiva de sus formas alotrópicas. ° Negro: Es cinéticamente inerte y no arde en el aire. ° Rojo: No es venenoso, es insoluble a todos los solventes.
- 9. ARSÉNICO Elementoquímico,cuyosímboloesAsysu númeroatómico,33.El arsénicose encuentradistribuido ampliamente en la naturaleza (cerca de 5 x 10-4% de la corteza terrestre). Es uno de los 22 elementosconocidosque se componende unsolonucleidoestable, 7533As;el pesoatómicoesde 74.922. Se conocen otros 17 nucleidos radiactivos de As. Existentresalótroposomodificacionespolimórficasdelarsénico.Laformaacúbicade coloramarillo se obtiene por condensación del vapor a muy bajas temperaturas. La b polimórfica negra, que es isoestructural conel fósforonegro.Ambasreviertenalaformamás estable,lal,grisometálica,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 ductilidad. Al arsénico se le encuentra natural como mineral de cobalto, aunque por lo general está en la superficie de las rocas combinado con azufre o metales como Mn, Fe, Co, Ni, Ag o Sn. El arsénicoelemental tiene pocosusos.Esunode los pocosmineralesdisponiblescon un 99.9999+ % de pureza. En el estado sólido se ha empleado ampliamente en los materiales láser gas y como agente acelerador en la manufactura de varios aparatos. El óxido de arsénico se utiliza en la elaboración de vidrio.
- 10. ANTIMONIO Es un semimetal que en su forma elemental es un sólido cristalino de color blanco plateado, fundible, frágil, con una escasa conductividad de calor y electricidad que se evapora a bajas temperaturas. Este metaloide presenta cuatro formas alotrópicas: ° Antimonio puro gris plateado ° Antimonio blanco azulado: es su forma más estable y metálica ° Antimonio negro: Inestable y no metálico ° Antimonio amarillo: Inestable y no metálico SusímboloSbse derivadelapalabralatina stibium.El antimoniose presentaendosformas:amarilla ygris.La formaamarillaesmetaestable,yse componede moléculasSb4,se le encuentraenel 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. BISMUTO El elemento metálico de este grupo es el bismuto, el cual es cristalino, blanco grisáceo, lustroso, duro y quebradizo.Es unode los pocos metalesque se expandenal solidificarse.Suconductividad térmica es menor que la de cualquier otro metal, con excepción del mercurio. Este metal esusadoenaleacionesdebidoaque presentanbajatemperaturade fusiónporlocual lo hace idóneo para ser empleado abundantemente en la detección de incendios y dispositivos de supresión del sistema de seguridad. Sus aleaciones también son usadas en esmaltes cerámicos, plomadas de pesca, aparatos de procesamiento de alimentos, en plomería, soldaduras, entre otros.
- 11. Las aleaciones de bismuto han tenido un auge comercial importante ya que se emplea como reemplazo del tóxico plomo. Esunmetal típicodesde elpuntode vistaquímico.Encompuestos,tienevalenciasde +3o+5,siendo másestablesloscompuestosdebismutotrivalente.Existenvariosnitratos,especialmenteel nitrato de bismuto, Bi (NO3)3, o trinitrato de bismuto, y su pentahidrato, Bi (NO3)3•5H 2O, que se descompone ennitratode bismuto.Éste tambiénse conoce comooxinitratode bismuto,nitratode bismutilo.Se emplea en medicina y en cosmética. Es un metal sólido de color blanco agrisado con tinte rojizo, poco maleable, duro, quebradizo, y mal conductor, que es bastante escaso en la naturaleza; se usa principalmente en la industria farmacéutica. GRUPO VIA (6A) El grupo VIA del sistema Periódico o grupo del oxígeno está formado por los elementos: oxígeno, azufre, selenio, telurio, polonio. El grupoVIA por encontrarse yaen el extremoderechode laTablaPeriódicaesfundamentalmente no-metálico; aunque, el carácter metálico aumente al descender en el grupo, siendo el polonio metal. Como en todos los grupos, el primer elemento, esto es, el oxígeno, presenta un comportamiento anómalo, ya que el oxígeno al no tener orbitales d en la capa de valencia, sólo puede formar dos enlacescovalentessimplesouno doble,mientras que losrestanteselementospuedenformar2, 4 y 6 enlaces covalentes.
- 12. OXÍGENO En ambientes estándar de presión y temperatura se encuentra formando el dioxígeno, un gas diatómico incoloro, inodoro e insípido con fórmula O2. Otro alótropo importante es el trioxígeno (O3) ocomonormalmente seleconoce,el ozono.El ozonoesungasde olorpicanteyhabitualmente incoloro, pero en altas concentraciones puede tornarse levemente azulado. Es unelementoquímico denúmeroatómico 8yrepresentadoporelsímbolo O.Sunombre proviene de las raíces griegas ὀξύς (oxys) («ácido», literalmente «punzante», en referencia al sabor de los ácidos) y –γόνος (-gonos) («productor», literalmente «engendrador»; es decir, "productor de ácidos"1), porque en la época en que se le dio esta denominación se creía, incorrectamente, que todos los ácidos requerían oxígeno para su composición. Industrialmente, se obtiene de la destilaciónfraccionada del aire líquido. A escala de laboratorio, existen diversos métodos de obtención: 1) Electrólisis de disoluciones acuosas alcalinas. 2) Descomposición catalítica de H2O2. 3) Descomposición térmica de cloratos.
- 13. AZUFRE El azufre se encuentra: nativo (en zonas volcánicas y en domos de sal) ó combinado, en sulfatos, sulfuros (sobre todo pirita, FeS2) y sulfuro de hidrógeno (acompañando al petróleo). Variedades alotrópicas y sus propiedades físicas: En estado sólido. Variedades rómbica y monoclínica (anillos S8), azufre plástico (cadenas Sn). En estado líquido. Anillos S8 y cadenas de longitud variable. El azufre esel segundoelementonometal delgrupo.atemperaturaambienteesunsólidoamarillo pálidoque se encuentralibre enlanaturaleza.loconocían losantiguosy se le mencionaenel libro del génesis como piedra de azufre. las moléculas de azufre contienen ocho átomos de azufre conectadosaunanillo;sufórmulaess8.el azufre tieneunaimportanciaespecial enlamanufactura de neumáticosde hule yácidosulfúrico,H2SO4.Otros compuestosde azufre son importantespara blanquear frutos y granos Se usa en muchos procesos industriales como la producción de ácido sulfúrico (sustancia química más importante a nivel industrial),en la fabricación de pólvora y el vulcanizado del caucho. Se puede encontrar en la naturaleza de forma libre en yacimientos o depósitos volcánicos.En sus formas reducidas,se encuentracomo sulfurososulfatos.Su uso y presenciacotidianamáscomún es haciendo parte del ácido sulfúrico actuando como anticorrosivo,pero también es empleado en la fabricación de pólvora, laxantes, fósforos, etc.
- 14. SELENIO Este metaloide tienecomonúmeroatómico34y peso78.96. Se encuentraampliamentedistribuido en la tierra,generalmente presente comoseleniurosde elementospesados,puesse encuentraen muy poca proporcióncomo elementolibre.Sucomposiciónhace que arda encontacto con el aire produciendodióxidode selenio.Al igual,reaccionadirectamente conmetalesyno metales.Posee la característica particular de causar efecto fotoeléctrico,convirtiendo la luz en energía, y tener mayor conductividad al exponerse a esta. Es un no metal que presenta interesantes propiedades y usos. la conductividad de este elemento aumentacon laintensidadde laluz.acausa de estafotoconductividad, el seleniose hautilizadoen los medidores de luz para cámaras fotográficas y en fotocopiadoras, pero la preocupación que originasutoxicidadhahechoque disminuyasuuso.el seleniotambiénpuedeconvertirlacorriente eléctricaalternaencorriente directa;se ha utilizadoenrectificadores,comolosconvertidoresque se usan en los radios y grabadores portátiles. Se utiliza básicamente en electricidady electrónica, como en células solares y rectificadores.Se añade a los aceros inoxidables y es catalizador de reacciones de deshidrogenación. Algunos compuestos se emplean en la fabricación del vidrio y esmaltes. Los sulfuros se usan en medicina veterinaria y champús. TELURIO Es un metaloide sólidode colorgrisplateadosimilarala forma alotrópicadel seleniogris,perocon un carácter más metálico.
- 15. Es un metaloide que tiene comonúmeroatómico52 y pesoatómico 127.6. Es insoluble enagua y enácidoclorhídricoperomuysolubleenácidonítricoyaguaregia.Tiene lacapacidadde reaccionar conhidrógenoyalgunosmetalesparaformarlosTeluros,compuestosusadosenlaquímicaorgánica sintética empleados para procesos de oxidación, reducción, des halogenación, etc. Además, se quemaen el aire desprendiendounaflamaazul y reacciona con los halógenos.Estápresente enla naturaleza como elemento libre o generalmente asociado al Selenio, y tiene dos modificaciones alotrópicas:Formacristalina,donde tiene unaaparienciametálicaconun color blancoplatinado;y la forma amorfa, con la cual presenta una densidad de 6.015. POLONIO Este es un metal sólido que tiene como número atómico 84 y peso atómico 210. Se encuentra de forma natural en minerales que contengan uranio o radio y se caracteriza por ser altamente radioactivoytóxico.Suspropiedadesquímicassonsimilaresalasdel Telurioyel Bismuto.Los usos del poloniosonlimitadosdebidoasu toxicidady alta radiactividad;sinembargo,estápresente en el tabaco, debido a que es usado en la elaboración de fertilizantes fosfatados, los cuales, al ser absorbidos por la planta de tabaco, hacen que este se integra a sus tejidos y hace que emitan radiación alfa. Presenta dos alótropos: cúbico simple y romboédrico, en los que cada átomo está directamente rodeado por seis vecinos a distancias iguales (d0=355pm). Ambos alótropos tienen carácter metálico. Aplicaciones: los isótopos constituyen una fuente de radiación alfa. Se usan en la investigaciónnuclear.Otrouso esen dispositivosionizadoresde aire para eliminarlaacumulación de cargas electrostáticas.
- 16. GRUPO VIIA (7A) Los halógenos (del griego,formador de sales) son los elementos químicos que formanel grupo 17 (XVII A, utilizado anteriormente) Estos son: Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Yodo (I), Astato (At). En estadonatural se encuentrancomomoléculasdiatómicasquímicamenteactivas[X2].Parallenar por completo su último nivel energético (s2p5) necesitan un electrón más, por lo que tienen tendenciaaformarunionmononegativo,X-.Este ionse denominahaluro;lassalesquelocontienen se conocen como haluros. Poseen una electronegatividad ≥ 2.5 según la escala de Pauling, presentando el flúor la mayor electronegatividad, y disminuyendo esta al bajar en el grupo. 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.
- 17. FLÚOR El elemento cabecero de grupo posee una gran cantidad de aplicaciones en la industria y cotidianidad.Porejemplo,esusadopara elaborartelevisoresde pantallasplasma,pantallasplanas y sistemas micro electromecánicos. Este elemento tiene cómo número atómico 9 y un peso de 19 g/mol. El flúor es un gas diatómico que a temperaturase presentade tonalidadamarilla.Esel máselectronegativoyreactivode todos los elementos, tóxico en contacto con la piel y causa quemaduras de alta gravedad. Tiene la capacidad de reaccionar y generar compuestos prácticamente con todos los elementos, entre los cuales destacan los clorofluorocarbonos, usados ampliamente en los refrigerantes de acondicionadoresde aire, aerosoles y teflón. Como funciónnatural en el cuerpo humano,el flúor contribuye a la formación de huesos fuertes, conservación del esmalte dental y prevención de caries. CLORO Tiene comonúmerode oxidación17 y masa atómica 35.45. Es el segundoenreactividadentre los halógenos, sólo después del flúor, y de aquí que se encuentre libre en la naturaleza sólo a las temperaturaselevadasde losgasesvolcánicos. Encondicionesnormalesyestadopuro,se presenta como un gas amarillo- verdoso altamente tóxico y de olor desagradable. Aunque no es frecuente encontrarloeneste estado,al ser altamente radioactivo(peroenmenormedidaque el flúor);por lo cual se encuentra como cloruro, clorito, clorato, en minas de sal como cloruro de sodio y en el agua de mar. Es empleado en diferentes ramas de la industria: como blanqueador para el papel y textiles, desinfectante y eliminador de microorganismos en depósitos de agua y dispositivos sanitarios, anticorrosivo, elaboración de medicinas, etc. En forma de cloruro de sodio (NaCl) se presenta como la sal común de cocina apta para el consumo humano, hace parte de la dieta fundamental y participa de manera muy activa en los procesos digestivos.
- 18. BROMO Tiene como número atómico 35 y un peso atómico de 80. Es un no metal que se presenta en su estadonormal como un líquidorojo,volátil ydenso,ytiene unaradioactividadintermediaentre el cloro y el yodo. Sus compuestos y derivados tienen diferentes aplicaciones en la industria y la medicina: los bromuros componen los sedantes, el bromuro de plata hace parte de las placas fotográficas y ciertos compuestos tratados pueden combinarse con el agua como agente desinfectante.Se encuentraenlanaturalezacon mayor abundanciaen la hidrosfera,ycuenta con un alto grado de toxicidad que puede resultar mortal al ingresar cualquier mínima cantidad de sustancia por vía cutánea, inhalación o ingestión.
- 19. YODO Elementonometálico,símboloI,númeroatómico53,masaatómicarelativa126.904,el máspesado 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 halógenos, 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. El usoprincipal que presentael yodoesenel campo de la medicina.Porejemplo,lassolucionesde yodo- alcohol y complejosde yodose empleancomoantisépticosy desinfectantes.De hecho,una grancantidadde productosde esterilizaciónusadosenelcuerpocontienenyodo,yaqueesuneficaz limpiador para las heridas. Además, es utilizado en forma de tabletas o en estado líquido para purificar el agua. ÁSTATO Es el elemento más radioactivo y pesado de los halógenos, su número atómico es 85 y su peso atómico es 210. Se produce de manera artificial por degradación del uranio o del torio y su inestabilidad hace que su vida media sea muy reducida. En solución acuosa, sus propiedades son muy similares a las que presenta el Yodo, principalmente el grado de toxicidad. Actualmente,los usos del astato se limitana la investigacióncientífica,lacreaciónartificial de nuevosisótoposyde compuestosenlaboratoriosespecializados.Suabundanciaenla tierra es de menosde 30 gramos, por lo que no se conocen efectos nocivos en la salud humana o en el ambiente.
- 20. El ástato tiene 31 isótopos elevadamente inestables,por lo que solo se han podido producir unos pocos microgramosenloslaboratorios.Porestarazón,no presentaalgunaaplicabilidadcomercial, salvo en investigaciones científicas y médicas.