Grupo IV A: Carbonoideos y sus aplicaciones

Grupo IV A: Carbonoideos
Su posición central hace que su comportamiento sea de cierta forma especial,
sobre todo el del elemento carbono que tiene la propiedad de unirse consigo
mismo, formando cadenas y creando compuestos que forman la Química
Orgánica.
Los elementos que forman el grupo de los carbonoideos son:
1. Carbono
2. Silicio
3. Germanio
4. Estaño
5. Plomo
6. Flerovio
1. Carbono (C): Es un elemento químico sólido a temperatura ambiente. Es el pilar
básico de la química orgánica; se conocen cerca de 16 millones de compuestos
de carbono, aumentando este número en unos 500.000 compuestos por año, y
forma parte de todos los seres vivos conocidos. Forma el 0,2 % de la corteza
terrestre.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Símbolo: C Número atómico: 6
Masa atómica (uma): 12,0111 u Período: 2
Configuración electrónica: [He]
2s22p2
Grupo: IVA
(carbonoideos)
Estados alotrópicos
Grafito:
- Construcción de reactores nucleares.
- Construcción de electrodos para la industria electrolítica, por su
conductividad eléctrica.
- Lubricante sólido, por ser blando y untuoso.
- Construcción de minas de lapiceros, la dureza de la mina se consigue
mezclando el grafito con arcilla.
- Construcción de crisoles de alta temperatura, debido al elevado punto de
fusión del grafito.

Diamante:
- Tallados en brillantes se emplean en joyería.
- Taladradoras.
- Cojinetes de ejes en aparatos de precisión.
Carbón de coque:
- Se utiliza como combustible.
- Se utiliza para la reducción de óxidos metálicos en metalurgia extractiva.
Negro de humo:
- Colorante.
- Fabricación de tintas de imprenta.
- Llantas de automóviles.
Carbón activo:
- Adsorbente de gases.
- Catalizador.
- Decolorante.
- Purificación de aguas potables.
- En máscaras de gases.
- En filtros de cigarrillos.
Fullerenos:
- Propiedades conductoras, semiconductoras o aislantes, en función del
metal con que se contaminen.
- Lubricante.
- Inhibición de la proteasa del virus del SIDA.
- Fabricación de fibras.
2. Silicio: Es un metaloide, el segundo elemento más abundante de la corteza
terrestre (27,7% en peso), se presenta en forma amorfa y cristalizada; el primero es
un polvo parduzco, más activo que la variante cristalina; se presenta en
octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico.
Símbolo: Si Número atómico: 14
Configuración electrónica: [Ne] Masa atómica

3s2 3p2 (uma): 28,085 u
Período: 3 Grupo: IVA (carbonoideos)
Aplicaciones:
 Utilizado para producir chips para ordenadores.
 Se utiliza como integrante de aleaciones para dar mayor resistencia a
aluminio, magnesio, cobre y otros metales.
 La arena y arcilla (silicatos) se usan para fabricar ladrillos y hormigón;
son un material refractario que permite trabajar a altas temperaturas.
 Al acidificar el ortosilicato de silicio se obtiene un precipitado gelatinoso
de sílice (sílica gel) que se emplea como agente desecante, soporte
para catalizadores, cromatografía y aislante térmico.
 La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio, uno de los
materiales más baratos con excelentes propiedades mecánicas,
ópticas, térmicas y eléctricas.
 Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para
juguetes, lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía
estética, ...
3. Germanio: Elemento químico, metálico, tiene propiedades entre el silicio y
estaño. El germanio se encuentra muy distribuido en la corteza terrestre con una
abundancia de 6.7 partes por millón (ppm). El germanio tiene una apariencia
metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicas de un metal sólo en
condiciones especiales, dado que está localizado en la tabla periódica en donde
ocurre la transición de metales a no metales.
Símbolo: Ge Número atómico: 32
Configuración electrónica: [Ar]
3d10 4s2 4p2
Masa atómica (uma): 72,64
u
Aplicaciones:
 Se utiliza como semiconductor.

 El germanio dopado con arsénico, galio, u otros elementos se utiliza como
transistor.
 El óxido de germanio se aplica en lentes gran angular de cámaras y en
objetivos de microscopio.
 El germanio se utiliza como detector de la radiación gamma.
 Los compuestos órgano germánicos se están utilizando en quimioterapia,
pues tienen poca toxicidad para los mamíferos y son eficaces contra
ciertas bacterias.
4. Estaño: El estaño representa el 0,00023% en peso de la corteza, su principal
mineral es la casiterita (SnO2). También tiene importancia la estannita o pirita de
estaño. La casiterita se muele y enriquece en SnO2 por flotación, éste se tuesta y
se calienta con coque en un horno, con lo que se obtiene el metal.
Símbolo: Sn Número atómico: 50
Configuración electrónica: [Kr]
4d10 5s2 5p2
Masa atómica
(uma): 118,710 u
Aplicaciones:
 Se utiliza para producir vidrio de ventanas. Para esto se añade vidrio
fundido sobre estaño fundido, en el cual flota, con lo cual se produce una
superficie lisa (Proceso Pilkington).
 Debido a su estabilidad y falta de toxicidad se emplea como
recubrimiento de metales: recubrimiento de hierro (hojalata) para la
industria conservera; esto se hace por electrólisis o por inmersión.
 Junto a otros metales forma aleaciones de importancia industrial.: bronce
(cobre y estaño), estaño de soldar (64 % de estaño y 36 % de plomo), metal
de imprenta ( 30% estaño, antimonio y cobre).
 El cloruro de estaño (II) se emplea como agente reductor.
 Las sales de estaño pulverizadas sobre vidrio se utilizan para producir capas
conductoras que se usan en paneles luminosos y en calefacción de
cristales de coche.
5. Plomo: Es un elemento con gran elasticidad que varía según las temperaturas
del ambiente, las cuales distienden o extienden sus átomos. El plomo es un metal
de densidad relativa 11,45 a 16 °C tiene una plateada con tono azulado, que se

empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, in-elástico y se funde con
facilidad.
Símbolo: Pb Número atómico: 82
Configuración electrónica: [Xe]
4f14 5d10 6s2 6p2
Masa atómica
(uma): 207,2 u
Período: 6 Grupo: IVA
(carbonoideos)
Aplicaciones:
 El plomo y el dióxido de plomo se utilizan para baterías de automóviles.
 Se utiliza para fontanería, aparatos químicos y municiones.
 Se emplea para la insonorización de máquinas, pues es muy efectivo en la
absorción del sonido y de vibraciones.
 Se usa como blindaje para la radiación en reactores nucleares y en
equipos de rayos X.
 El óxido de plomo (II) se utiliza para la producción de vidrios de alto índice
de refracción para fabricar lentes acromáticas.
 El nitrato de plomo se utiliza en pirotecnia.
 El minio (óxido de plomo) mezclado con aceite de linaza se usa como
pintura antioxidante.
 El arseniato de plomo (II) se emplea como insecticida.
6. Flerovio: Es un elemento químico radiactivo. Nombrado en honor a Gueorgui
Fliórov. Hasta la fecha se han observado alrededor de 80 desintegraciones de
átomos de flerovio, 50 de ellas directamente y 30 de la desintegración de los
elementos más pesados Livermorio y Ununoctio. Experimentos químicos muy
recientes han indicado fuertemente que el elemento 114 no posee propiedades
'eka'-plomo y parece comportarse como el primer elemento superpesado, que
presenta propiedades similares a los gases nobles debido a efectos relativistas.
Símbolo: Fl Número atómico: 114
Configuración electrónica: [Rn]
5f14 6d10 7s2 7p2
Masa atómica
(uma): 287 u

Período: 5 Grupo: IVA
(carbonoideos)
Aplicaciones:
 No se conocen, pues sólo se han podido sintetizar uno cuantos de sus
átomos.
Grupo VA: Nitrogenoides
Este grupo posee una configuración electrónica que modifica a los elementos y
por ello estos no tienden a formar compuestos iónicos, en su lugar tienden a
formar enlaces covalentes.
Los elementos que forman el grupo de los nitrogenoides son:
1. Nitrógeno
2. Fosforo
3. Arsénico
4. Antimonio
5. Bismuto
Características químicas:
Este grupo muestra un patrón en su configuración electrónica en que todos los
elementos que lo conforman tienen 5 electrones en su capa externa. Entre los
elementos que conforman este grupo son el nitrógeno y el fosforo los más
importantes.
Los elementos de este grupo son considerados como poseedores de una alta
electronegatividad y energía de ionización y por el contrario sus radios atómicos
son pequeños.
1. Nitrógeno: Este elemento es inerte químicamente y esto se debe a razones
termodinámicas y cinéticas. Este elemento reacciona su fijación del aire por
bacterias, esto en procesos naturales que lo transforman en compuestos
amoniacales o nitratos. Este gas incoloro se encuentra en la atmósfera en forma
de N2 con una proporción del 78% y en compuestos orgánicos como las
proteínas.

Símbolo: N Número atómico: 7
2s2 2p3
Masa atómica
(uma): 14,0067
Período: 2 Grupo: VA (nitrogenoideos)
Aplicaciones:
 Producción de amoniaco que se usa como fertilizante y para producir
ácido nítrico.
 El nitrógeno líquido se utiliza como refrigerante en la industria alimentaria.
 Se utiliza en la industria electrónica para crear atmósferas inertes para
producir transistores y diodos.
 Se utiliza en la industria del petróleo para incrementar la presión en los
pozos y forzar la salida del crudo.
 Se usa como atmósfera inerte en tanques de explosivos líquidos.
 El ácido nítrico, compuesto del nitrógeno, se utiliza para fabricar nitratos y
nitrar sustancias orgánicas.
 El dióxido de nitrógeno se utiliza como anestésico.
 Los cianuros se utilizan para producir acero templado.
2. Fosforo: Es un elemento no metal multivalente que se encuentra combinado en
la naturaleza en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos pero nunca en estado
nativo, posee también una reactividad alta y se exhibe fácilmente con el
contacto de oxigeno atmosférico emitiendo fosforescencia.
Símbolo: P Número atómico: 15
Configuración electrónica: [Ne]
3s2 3p3
Aplicaciones:
 El fósforo rojo se usa, junto al trisulfuro de tetrafósforo, P4S3, en la
fabricación de fósforos de seguridad.

 Se puede utilizar para: pesticidas, pirotecnia, bombas incendiarias,
bombas de humo, balas trazadoras, etc.
 El hidruro de fósforo, PH3 (fosfina), es un gas enormemente venenoso. Se
emplea en el dopado de semiconductores y en la fumigación de
cereales.
 El trisulfuro de tetrafósforo constituye la masa incendiaria de las cerillas.
 El superfosfato se utiliza ampliamente como fertilizante.
 La ceniza de huesos, compuesta por fosfato de calcio, se ha usado
para fabricar porcelana y producir fosfato monocálcico, que se utiliza
en polvos de levadura panadera.
3. Arsénico: Es un elemento químico, se presenta de forma sólida en raras
ocasiones, principalmente en formas de sulfuros, pertenece a los metaloides y
presenta tres estados alotrópicos, grises o metálicos, amarillos y negros.
Símbolo: As Número atómico: 33
Configuración electrónica: [Ar]
3d10 4s2 4p3
Masa atómica
(uma): 74,9216
Aplicaciones:
 El arsénico se utiliza en los bronces, en pirotecnia y como dopante en
transistores y otros dispositivos de estado sólido.
 El arseniuro de galio se emplea en la construcción de láseres ya que
convierte la electricidad en luz coherente.
 El óxido de arsénico (III) se emplea en la industria del vidrio, además de
como veneno.
 La arsina (trihidruro de arsénico) es un gas tremendamente venenoso.
 Los sulfuros de arsénico; por ejemplo, el oropimente, se usan como
colorantes.
4. Antimonio: Este elemento de la tabla periódica no es abundante en la
naturaleza, en este lugar escasamente se encuentra y si es así, es posible hallarlo
como una mezcla isomorfa de arsénico. Se presenta en dos formas alotrópicas,
amarillo y gris.

Símbolo: Sb Número atómico: 51
Configuración electrónica: [Kr]
4d10 5s2 5p3
Masa atómica
(uma): 121,760
Aplicaciones:
 Usado en la tecnología de semiconductores para fabricar detectores
infrarrojos, diodos y dispositivos de efecto Hall.
 Aleado con plomo incrementa la dureza de este metal. Se usa para
baterías, aleaciones antifricción, armas pequeñas, balas trazadoras,
revestimientos de cables, etc.
 El sulfuro de antimonio (III) se emplea en la obtención de antimonio, para
preparar la masa inflamable de las cerillas, en fabricación de vidrios
coloreados, barnices y en pirotecnia.
 El cloruro de antimonio (III) se usa como catalizador.
5. Bismuto: Es un elemento químico considerado como un metal trivalente pobre,
este es similar al arsénico y antimonio. Puede producirse naturalmente sin
necesidad de ser precisamente combinado con otros elementos. Este metal es
catalogado también como quebradizo, su toxicidad es menor a la de sus vecinos
en la tabla periódica; es también entre los metales naturales el más
diamagnéticamente natural.
Símbolo: Bi Número atómico: 83
Configuración electrónica: [Xe]
4f14 5d10 6s2 6p3
Masa atómica
(uma): 208,980
Período: 6 Grupo: VA
(nitrogenoideos)
Aplicaciones:
 Aleado junto a otros metales tales como: estaño, cadmio, ..., origina
materiales de bajo punto de fusión utilizadas en sistemas de detección y
extinción de incendios.

 Aleado con manganeso se obtiene el "bismanol" usado para la
fabricación de imanes permanentes muy potentes.
 Se emplea en termopares y como "carrier" de 235U o 237U del combustible
de reactores nucleares.
 Se emplea como catalizador en la obtención de fibras acrílicas.
 El óxido de bismuto (III) se emplea para fabricar vidrios de alto índice de
refracción y esmaltes de color amarillo.
 El oxicloruro de bismuto, BiOCl, se emplea en cosmética y en
fabricación de perlas artificiales.
Grupo VI A: Grupo del oxigeno
Este grupo de la tabla periódica recibe el nombre de grupo del oxígeno puesto
que dicho elemento resulta ser el primero; su configuración externa es NS2 NP4, los
elementos de este grupo al formar compuestos ceden o ganan dos electrones;
debido a su ubicación que es específicamente en el extremo derecho de la tabla
periódica, es fundamentalmente un grupo no metálico.
Los elementos que forman el grupo del oxígeno son:
1. Oxigeno
2. Azufre
3. Selenio
4. Telurio
5. Polonio
1. Oxigeno: En su forma molecular más frecuente es un gas a temperaturas
ambiente. Este elemento representa aproximadamente el 20.9% en volumen de la
composición atmosférica. Es uno de los elementos más importantes de la química
orgánica, participa en el ciclo enérgico de los seres vivos y es esencial en la
respiración celular de los organismos aerobios.
Símbolo: O Número atómico: 8
2s2 2p4
Masa atómica
(uma): 15,9994
Período: 2 Grupo: VIA

Se obtiene de las siguientes formas:
 Licuación del aire y destilación fraccionada del mismo (99% de la
producción).
 Electrólisis de agua.
 Calentamiento de clorato de potasio con dióxido de manganeso como
catalizador.
 Descomposición térmica de óxidos.
 Descomposición catalítica de peróxidos.
2. Azufre: Es un elemento no metal abundante e insípido que se encuentra en su
forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas oxidadas como sulfatos.
Símbolo: S Configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p4
Número atómico: 16 Masa atómica (uma): 32,066
Período: 3 Grupo: VIA (anfígenos)
Se obtiene de la forma:
 Se obtiene de domos salinos de la costa del Golfo de México mediante el
método Frasch: se introduce agua sobrecalentada (180 ºC) que funde el
azufre y, con ayuda de aire comprimido, sube a la superficie.
3. Selenio: Este elemento químico se encuentra a variadas formas alotrópicas. Este
elemento es también insoluble en agua y alcohol, ligeramente soluble en
desulfuro de carbono y soluble en éter.
Símbolo: Se Configuración
electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p4

 Se obtiene del ánodo de una cuba electrolítica utilizada para el proceso
de refinado del cobre y de la plata. El selenio se recupera por tostación de
los lodos anódicos, formándose el dióxido de selenio que, por reacción con
dióxido de azufre, origina el selenio.
4. Telurio: De este elemento se conocen 30 isotopos con masas atómicas que
fluctúan entre 108 y 137. En la naturaleza hay 8 isotopos del telurio y de estos, solo
tres son radioactivos.
Símbolo: Te Configuración electrónica: [Kr]
4d10 5s2 5p4
 Se obtiene de los barros anódicos del refinado electrolítico del cobre.
5. Polonio: Este elemento químico es un raro metaloide radioactivo, es un metal
volátil que químicamente es similar al telurio y al bismuto, dicho elemento está
presente en minerales de uranio. Esta sustancia radioactiva se disuelve con
facilidad en ácidos, pero es solo ligeramente soluble en alcalinos.
Símbolo: Po Configuración electrónica: [Xe]
4f14 5d10 6s2 6p4
Número atómico: 84 Masa atómica (uma): (208,98)
 Bombardeando bismuto natural (209Bi) con neutrones se obtiene el isótopo
del bismuto 210Bi, el cual mediante desintegración origina el polonio.

Grupo VII A: Grupo de los halógenos
Se conocen como halógenos a aquellos elementos pertenecientes al grupo VII A
de la tabla periódica. Los elementos de este grupo en estado natural se
encuentran como moléculas diatónicas, para llenar su último nivel energético
necesitan un electrón adicional debido a que tienen a formar un ion mono
negativo al cual se le denomina haluro.
Los elementos que forman el grupo de los halógenos son:
1. Flúor
2. Cloro
3. Bromo
4. Yodo
5. Ástato
1. Flúor: Es un gas a temperatura ambiente, de color amarillo pálido, formado por
moléculas diatónicas. Este elemento es el más electronegativo y reactivo de
todos los elementos. En su forma pura resulta ser altamente peligroso, causando
graves quemaduras químicas en contacto con la piel.
Símbolo: F Configuración electrónica: [He] 2s2 2p5
Período: 2 Grupo: VIIA
Aplicaciones:
 Propelente de cohetes.
 El ácido fluorhídrico se emplea para: grabado de vidrio, tratamiento de la
madera, semiconductores y en la fabricación de hidrocarburos fluorados.
 El hexafluoruro de azufre se utiliza como material dieléctrico.
 La criolita, Na2AlF6 se utiliza como electrólito en la metalurgia del aluminio.
 El fluoruro de calcio se introduce en alto horno y reduce la viscosidad de la
escoria en la metalurgia del hierro.
2. Cloro: En condiciones normales y en estado puro forma dicloro: un gas toxico
amarillo-verdoso formado por moléculas diatómicas unas 2.5 veces más pesadas
que el aire, de olor desagradable y venenoso.

Símbolo: Cl Configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p5
Número
atómico: 17
Período: 3 Grupo: VIIA (halógenos)
Aplicaciones:
 Potabilizar y depurar el agua para consumo humano.
 Producción de papel, colorante, textil, productos derivados del
petróleo, antisépticos, insecticidas, medicamentos, disolventes, pinturas,
plásticos, etc.
 En grandes cantidades, el cloro es consumido, para: productos
sanitarios, blanqueantes, desinfectantes y productos textiles.
 En la extracción de bromo.
3. Bromo: Este elemento a temperatura ambiente es líquido rojo, volátil y denso; su
reactividad es intermedia entre el cloro y el yodo, En estado líquido es peligroso
para el tejido humano y sus vapores irritan los ojos y la garganta.
Símbolo: Br Configuración electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p5
Aplicaciones:
 El bromuro de metilo se emplea como fumigante.
 El hexabromobenceno y el hexabromociclododecano se emplean
como agentes anti-inflamables.
 El bromo se emplea en la fabricación de fibras artificiales.
 El bromo se usa para la desinfección de aguas de piscinas.
 Los bromuros inorgánicos (bromuro de plata) se emplean en fotografía.
4. Yodo: Este átomo puede encontrarse en forma molecular como iodo
diatomico; es un oligoelemento y se emplea principalmente en medicina,

fotografía y como colorante.
Químicamente el Yodo es el halógeno menos reactivo y electronegativo.
Símbolo: I Configuración electrónica: [Kr] 4d10 5s2 5p5
Aplicaciones:
 El yodo se emplea como desinfectante de aguas, catalizador en la
fabricación de gomas y colorantes.
 El yoduro de plata se emplea en fotografía.
 Se emplea en medicina: ingestión de yoduros y tiroxina (que contiene
yodo), el agua de yodo se emplea como desinfectante de heridas.
 Se adiciona, en forma de yoduro, a la sal de mesa, para evitar
carencias alimentarias y posibles problemas de bocio.
5. Ástato: Este elemento radiactivo, el más pesado de los halógenos, se produce a
partir de la degradación de uranio y torio. El ástato, seguido del francio, es el
elemento más raro de la naturaleza con una cantidad total sobre la superficie
terrestre menor a 25g en el mismo instante de tiempo.
Símbolo: At Configuración electrónica: [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5
Número atómico: 85 Masa atómica (uma): (209,99)

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