FAMILIAS DEL ALUMINIO Y CARBONO

1. FAMILIA DEL ALUMINIO Y
FAMILIA DEL CARBONO
Exposición de química

2. INTRODUCCIÓN:
•¿Qué son las columnas o familias?
Las columnas de la tabla periódica constituyen familias o grupos de
elementos, que tienen en común configuraciones electronicas
similares en los niveles de energía más exteriores, esto hace que los
elementos de un mismo grupo tengan propiedades físicas y
químicas similares.

3. FAMILIA DEL
ALUMINIO

4. • Está constituida por los elementos Boro (B), Aluminio (Al), Galio (Ga), Indio
(In) y Talio (TI). Se enuentran ubicados en el grupo IIIA de la tabla periódica.
• Propiedades:
• Los elementos de la Familia del Boro poseen la configuración electrónica
s2p1:
• Boro: [He] 2s2p1
• Aluminio: [Ne] 3s2p1
• Galio: [Ar] 4s2p1
• Indio: [Kr] 5s2p1
• Talio: [Xe] 6s2p1

5. CARACTERISTICAS DE LA FAMILIA DEL
ALUMINIO:
• Sus propiedades químicas
varían de metal a no
metal, a medida que
aumenta su número
atómico.
• Todos son metales
exceptuando al elemento
Boro (B) y todos tiene 3
electrones en la última
capa, su número de
oxidación es +3 en todos
los compuestos.

6. • El boro no se encuentra libre en la naturaleza. Es un elemento metaloide,
semiconductor, trivalente que existe abundantemente en el mineral borax.
• La densidad y las características metálicas aumentan conforme se incrementa
el número atómico dentro del grupo.
• A medida que se desciende dentro del grupo estos elementos ceden sus
electrones con más facilliadad.
• El indio es muy blando; entre otras cosas, se emplea en transistores y
recubrimientos de espejos, el talio y sus compuestos son tóxicos.

7. • El aluminio es el metal que más
abunda en la corteza Terrestre
(8%) pero es demasiado active
para encontrarse libre en la
naturaleza.
• Algunos de sus ejemplos de usos
son:
• En aeronaves.
• Alambre de transmisión eléctrica.
• Motores.
• Automóviles.
• Utencilios de cocina.
• Papel Aluminio.

8. ¿QUÉ USOS TIENEN ESTOS ELEMENTOS
EN LA VIDA COTIDIANA?
• Boro:
• Se usa para fabricar vidrios de
borosilicato y esmaltes,
principalmente de utensilios de
cocina. También se usa para
obtener aceros especiales, de
gran resistencia al impacto, y
otras aleaciones. Debido a su
gran dureza se emplea, en
forma de carburo, para fabricar
abrasivos.

9. • Aluminio:
• Envasado.
• Elaboración de herramientas de
cocina.
• Construcción.
• Transporte.
• Electricidad.
• Joyería.
• Elaboración de llaves.

10. • Galio:
• El uso principal del galio es
en semiconductores donde
se utiliza comúnmente en
circuitos de microondas y
en algunas aplicaciones de
infrarrojos. También se
utiliza en para fabricar
diodos LED de color azul y
violeta y diodos láser. El
galio se usa en las armas
nucleares para ayudar a
estabilizar el plutonio.

11. • Indio:
• El indio se utiliza para
soldar alambre de plomo a
transistores de germanio y
como componente de los
semiconductores
intermetálicos empleados
en los transistores de
germanio. El arseniuro de
indio, antimoniuro y fosfuro
son semiconductores con
propiedades especiales.

12. • Talio:
• Tiene un empleo importante
en los componentes
electrónicos; por ejemplo, los
cristales de yoduro de sodio,
activados por talio y usados
en tubos fotomultiplicadores.
• También se utiliza en
aleaciones de bajo punto de
fusión, lentes ópticas y sellos
de vidrio para almacenar
componentes electrónicos.

13. FAMILIA DEL
CARBONO

14. FAMILIA DEL CARBONO
• El grupo 14 de la tabla periódica es también llamado como la familia del carbono o
los carbonoideos. Está formado por los siguientes elementos: carbono (C), silicio
(Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) y flerovio (Fl).ElEstos elementos
componen más del 28% en masa de la corteza, siendo el silicio el más abundante,
luego seguido del carbono. El germanio es el elemento menos abundante.
• El silicio es el elemento principal de toda la estructura inorgánica y el carbono es el
responsable de la vida orgánica de la superficie terrestre.

15. • Los elementos metálicos de este grupo están clasificados en la tabla periódica
como “otros metales” junto a los grupos 13 y 15. Poseen cuatro electrones en su
nivel energético más externo y presentan la siguiente configuración electrónica:
ns2np2 (2 electrones s y 2 electrones p), exhibiendo los siguientes estados de
oxidación: +4, +2 y -4: los compuestos con +4 y la mayoría de los de número de
oxidación +2 son covalentes. El único ion -4 es el carburo.

16. • Propiedades físicas:
• Las propiedades físicas de este grupo varían mucho en cada elemento y el carácter
metálico aumenta a medida que se desciende en el mismo.
• Por ejemplo, el primer elemento del grupo, el carbono es un no metal duro y sólido
a temperatura ambiente. Este elemento puede encontrarse en la naturaleza en
forma de carbono amorfo (grafito) y en forma de diamante. Ambas formas
alotrópicas poseen coloraciones distintas, siendo el grafito de color negro y el
diamante incoloro.

17. • Los elementos silicio y germanio, son los metaloides del grupo, y presentan una
dureza intermedia. El silicio posee propiedades intermedias entre el carbono y el
germanio. Su forma cristalina es bastante dura y muestra un brillo metálico de color
grisáceo.
• El metaloide germanio es de color blanco grisáceo lustroso, quebradizo y conserva
el brillo a temperaturas normales. Este elemento exhibe la misma estructura
cristalina que el diamante.
• Los metales de este grupo son el estaño y el plomo. El estaño es de color plateado
y maleable. Por su parte, el plomo es un metal pesado que rara vez se encuentra en
estado elemental. Es de color plateado con tono azulado, que se empaña para
adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico y se funde con facilidadel
diamante.

18. • Propiedades químicas:
• Los elementos del grupo 14 poseen algunas propiedades químicas similares, entre
estas tenemos:
• No reaccionan con el agua.
• El germanio, estaño y plomo son atacados por los ácidos.
• Son atacados por disoluciones alcalinas desprendiendo hidrógeno, a excepción del
elemento carbono.
• Reaccionan con el oxígeno formando óxidos. Siendo los óxidos de carbono y silicio
ácidos, el de estaño anfótero (es decir, que reacciona con ácidos y bases calientes) y
lo mismo sucede con el plomo.

19. • Al formar hidruros presentan la habilidad de formar concatenación. La
concatenación es la propiedad que poseen algunos elementos de unirse con otro
átomo del mismo elemento para formar cadenas ya sea lineales ramificadas o
cíclicas. Esta predisposición disminuye al descender en el grupo. La concatenación
se le atribuye al elemento carbono, aunque también es un fenómeno suscitado en
el silicio. Este fenómeno es la raíz de la química orgánica.

20. USOS Y APLICACIONES DE LA
FAMILIA DEL CARBONO
• El carbono:
• Presenta dos formas alotrópicas el carbono amorfo que es el grafito y el carbono
cristalino que es el diamante. Ambos presentan usos bastantes importantes.
• El grafito se mezcla con la arcilla para elaborar las puntas de los lápices. Otra
aplicación es como aditivo en lubricantes. También se emplea en la preparación de
pinturas anti-radar usadas en el camuflaje de vehículos y aviones militares.

21. • carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición,
dependiendo del grado.
• En el campo de la medicina se utiliza las pastillas de carbón activado para absorber
las toxinas del sistema digestivo en caso de intoxicación, tanto en personas como
animales. También se usa como medicina para los problemas digestivos o de
flatulencia. Dentro de otras aplicaciones tenemos que se emplea en la extracción de
metales, la esterilización de agua potable, en el tratamiento de aguas residuales,
purificación de jarabe de azúcar y de glicerina, en mascarillas antigás, en filtros
purificadores y en controladores de emisiones de coches, entre otros.

22. • Silicio:
• El silicio es un semimetal y por lo tanto un semiconductor. Este elemento puede
controlar el flujo eléctrico mediante el uso de partes de silicio; lo que lo hace
indispensable en la industria eléctrica. Se utiliza en los ordenadores, radios, células
solares, pantallas LCD y otros aparatos semiconductores.
• El silicio también se emplea ampliamente en aleaciones con el aluminio para
elaborar piezas fundidas. Dichas se emplean habitualmente en la industria
automovilística para producir piezas para autos.

23. • Germanio:
• El germanio al igual que el silicio es un semiconductor ampliamente utilizado en la
industria electrónica.
• También se emplea en aleaciones con galio y arsénico para elaborar transistores y
todo tipo de aparatos tecnológicos.
• Los cristales de germanio al mezclarse con elementos como fosforo, arsénico,
antimonio, boro, aluminio y galio se comportan como rectificadores y por lo tanto
es empleado desde la segunda guerra mundial como detectores para ultra alta
frecuencia (UHF) en señales de radar y radio. Estos cristales también son utilizados
como transistores y diodos.

24. El óxido de germanio es empleado en el campo de la medicina como remedio en el
tratamiento de algunos tipos de anemia. También se utiliza en la producción de vidrio
óptico.

25. • Estaño:
• El estaño es usado abundantemente en aleaciones con otros elementos como por
ejemplo, con el cobre para obtener bronce, con el plomo en la soldadura, con el
titanio para la industria aeroespacial. Por su parte, la aleación estaño-plomo-
antimonio se usa para producir el metal de imprenta. Aleado con el niobio es usado
en semiconductores y en el galvanizado de hilos conductores.

26. • Plomo:
• El plomo posee una gran cantidad de aplicaciones siendo la más destacada en la
elaboración de baterías.
• También se emplea en aleaciones, como por ejemplo con estaño para usarse en
soldadura, revestimiento y utensilios de radiaciones. Aleado con arsénico para la
insonorización de edificaciones, elaboración de perdigones, entre otros.
• Algunos de los compuestos de plomo se utilizan en la industria del vidrio como
aditivo y pigmento, en la industria electrónica para tubos de televisión, en la
industria del plástico como estabilizante, entre otros.

27. • De igual manera, se utilizan como antidetonantes en la gasolina y en pinturas y
barnices pero actualmente se han ido reemplazando su uso por la toxicidad del
mismo.

28. • Flerovio:
• Al igual que muchos elementos radiactivos y sintéticos, al producirse en pequeñas
cantidades, no posee uso comercial. Por lo tanto, es empleado en menor medida en
la investigación científica.

29. ¡GRACIAS POR SU
ATENCIÓN!