Metales alcalinos
Losmetalesalcalinos corresponden al Grupo 1 de laTabla
Peridica(anteriormente grupo I A), son metales muy reactivos, se
oxidan con facilidad por lo que no se encuentran libres en la
naturaleza. El nombre proviene de sus propiedades bsicas
(alcalinas). Constituyen el 4,8% de la corteza terrestre,
incluyendo capa acuosa y atmsfera. El sodio y el potasio son los ms
abundantes; el resto es raro.Suconfiguracin electrnicamuestra un
electrn en sucapa de valencia(1 electrn s). Son muy
electropositivos: baja energa de ionizacin. Por tanto, pierden este
electrn fcilmente (nmero de oxidacin +1) y se unen mediante enlace
inico con otros elementos.
Son:litio,sodio,potasio,rubidio,cesioyfrancio.En estado slido
forman redes cbicas.Como el resto de los metales, los metales
alcalinos son maleables, dctiles y buenos conductores del calor y
la electricidad. Son blanco-plateados, con puntos de fusin bajos
(debido a las fuerzas de enlace dbiles que unen sus tomos) que
decrecen segn se desciende en el grupo y blandos, siendo el litio
el ms duro. Presentan efecto fotoelctrico con radiacin de baja
energa, siendo ms fcil de ionizar el cesio. La reactividad aumenta
hacia abajo, siendo el cesio y el francio los ms reactivos del
grupo. El litio se parece bastante ms almagnesioen cuanto a
reactividad que al resto de los alcalinos, debido a que el ion
Li+es muy pequeo.Los metales alcalinos se recubren rpidamente de
una capa de hidrxido en contacto con el aire y reaccionan
violentamente en contacto con el agua, liberandohidrgenoque debido
al calor desprendido, arde (con rubidio y cesio la reaccin es
explosiva, ya que al ser ms densos que el agua, la reaccin la
producen en el fondo y el hidrgeno formado arde produciendo una
onda de choque que puede romper el recipiente). Tambin reaccionan
con el vapor de agua del aire o con la humedad de la piel. Deben
guardarse en lquidos apolares anhidros.Son reductores poderosos,
sus xidos son bsicos as como sus hidrxidos. Reaccionan directamente
con loshalgenos, elhidrgeno, elazufrey elfsforooriginando los
haluros, hidruros, sulfuros y fosfuros correspondientes. Con el
amonaco lquido dan soluciones de color azul en las que hay
electrones libres ocupando cavidades formadas por molculas de
amonaco; estas soluciones se emplean para reducir compuestos
orgnicos; parece que en estas soluciones existen especies M-1. Segn
aumenta la concentracin de metal, la solucin toma color bronce y
empieza a conducir la electricidad.Casi todas las sales son
solubles en agua, siendo menos solubles las de litio.Se emplean
como refrigerantes lquidos en centrales nucleares (litio, sodio,
potasio) y como conductores de corriente dentro de un revestimiento
plstico.Sus compuestos tienen un gran nmero de aplicaciones.
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Metaloides
El trmino metaloide significa "parecido a un metal" y sirve para
agrupar elementos que tienen algunas propiedades de metales y no
metales. Los metaloides son elementos que se encuentran en la lnea
que separametalesyno metales(*). Esta lnea pasa entre el boro y
aluminio y acaba entre el polonio y el astato. El aluminio se
consideraotro metal. El resto de los elementos vecinos a esta lnea
tienen caractersticas intermedias metal-no metal. Los ms claros son
los cinco que se mencionan a continuacin y que se emplean en la
fabricacin de dispositivos de estado slido en ordenadores y
calculadoras (son semiconductores: pueden conducir la corriente en
determinadas condiciones). Grupo 14:Silicio,germanio. Grupo
15:Arsnico,antimonio. Grupo 16:Teluro.(*) Esta clasificacin en
metales y no metales es bastante arbitraria y algunos elementos no
pertenecen claramente a ninguna de las categoras.(Volver
arriba)Volver al principio
No Metales
Los no metales son los elementos situados por encima de la lnea
quebrada de los grupos 13 a 17 de laTabla Peridicay el hidrgeno
(*). Tienen muchos electrones en su capa externa; tiene elevado
potencial de ionizacin, elevada afinidad electrnica, son
electronegativos, son oxidantes, forman aniones y los xidos e
hidrxidos son cidos. Tienen en comn ser malos conductores de la
electricidad y del calor. Al contrario de losmetales, son muy
frgiles y no pueden estirarse en hilos ni en lminas. Se encuentran
en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases
(como el oxgeno), lquidos (bromo) y slidos (como el carbono). No
tienen brillo metlico y no reflejan la luz. Suelen presentar enlace
covalente. Los nmeros de oxidacin suelen ser negativos: 4, -3, -2,
-1; para el hidrgeno 1.Muchos no metales se encuentran en todos los
seres vivos: carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, fsforo y azufre
en cantidades importantes. Otros son oligoelementos: flor, silicio,
arsnico, yodo, cloro,... Grupo 1:Hidrgeno Grupo 13:Boro Grupo
14:Carbono Grupo 15:Nitrgeno,fsforo Grupo 16:Oxgeno,azufre,selenio.
Grupo 17:Flor,cloro,bromo,yodo,astato.(*) Esta clasificacin en
metales y no metales es bastante arbitraria y algunos elementos no
pertenecen claramente a ninguna de las categoras.(Volver
arriba)Volver al principio
Tierras raras o elementos de transicin interna
Los treinta elementos denominados tierras raras constituyen las
series de loslantnidosyactnidos. Uno de los lantnidos (Prometio) y
casi todos los actnidos se denominan transurnidos, ya que no
existen de forma natural, son sintticos. Todos
estosmetalespertenecen algrupo 3de laTabla Peridicay a los perodos
6 y 7. Todos tienen 3 electrones en su capa ms externa (2
electrones s de la ltima capa y 1 o ninguno d de la penltima,
pasando, en este ltimo caso, el electrn a orbitales f de la
antepenltima) y completan losorbitalesf de la antepenltima capa: 4f
(lantnidos) y 5f (actnidos).Grupo 3:
Lantnidos:Lantano,cerio,praseodimio,neodimio,prometio,samario,europio,gadolinio,terbio,disprosio,holmio,erbio,tulio,iterbio,lutecio.Son
elementos cuya proporcin en la corteza terrestre es del orden del
0,02% en peso (el prometio es artificial). Debido a que la mayora
de las propiedades son parecidas y se encuentran en los mismos
minerales son difciles de separar.Son elementos del periodo 6 que
llenanorbitales4f teniendo las capas 5 y 6 incompletas. Como se
trata de una capa interna las diferencias de unos a otros son
mnimas: su separacin slo se ha logrado con el desarrollo de las
tcnicas de intercambio inico, utilizando la propiedad que tienen de
formar complejos aninicos. Los metales se obtienen
metalotrmicamente consodio,calcio,magnesioo lantano en atmsfera
inerte a partir de los eluidos o de otros compuestos. La
electrlisis de una mezcla fundida de cloruros de lantnidos anhdros
conduce a la aleacinmischmetal.Son metales de brillo argentfero que
se oxidan rpidamente al aire y son bastante reactivos. El estado de
oxidacin que adoptan todos en sus combinaciones es +3; adems, en el
caso de samario, europio, tulio e iterbio pueden adoptar +2, y en
el caso de cerio, praseodimio, neodimio, terbio y disprosio +4. Se
disuelven en agua y en cidos con desprendimiento dehidrgeno;
reaccionan fcilmente con hidrgeno, (formando fases slidas negras en
las que por cada tomo de lantnido hay 2-3 de
hidrgeno),cloro(formando el tricloruro),oxgeno(formando el trixido)
ynitrgeno(formando mononitruro con estructura cristalina tipo
cloruro de sodio). La basicidad de los hidrxidos disminuye al
aumentar el nmero atmico.Se utilizan como catalizadores en el
craqueo del petrleo, como material luminoso en los televisores en
color, lmparas de mercurio, etc.(Volver a grupo 3)
Actnidos:Actinio,torio,protactinio,uranio,neptunio,plutonio,americio,curio,berkelio,californio,einsteinio,fermio,mendelevio,nobelio,lawrencio.Hasta
1940 slo se conocan torio, protactinio y uranio que se situaban en
los grupos 4, 5 y 6 del Sistema Peridico. Al sintetizarse en 1944
el neptunio y el plutonio se comprendi que eran miembros de un
grupo anlogo al de los lantnidos.Son elementos del periodo 7 que
llenanorbitales5f teniendo las capas 6 y 7 incompletas, por lo que
sus propiedades qumicas son muy parecidas entre s y a las de los
lantnidos, salvo que presentan mayor nmero de estados de oxidacin,
pues los electrones 5f estn ms alejados del ncleo.Son raros,
excepto torio y uranio. Slo se encuentran en la naturaleza actinio,
torio, protactinio, uranio, neptunio, plutonio y americio en los
minerales de uranio como miembros de las series de desintegracin.
El torio, adems, se encuentra junto a los lantnidos en las arenas
monacticas.Son metales blanco plateados, reactivos que se oxidan
rpidamente en contacto con el aire. Reaccionan con el agua y los
cidos desprendiendo hidrgeno. Tambin lo hacen fcilmente con
elhidrgeno,cloro,oxgenoynitrgenopresentado diferentes estados de
oxidacin, aunque +3 es comn a todos ellos. La basicidad de los
trihidrxidos disminuye al aumentar el nmero atmico.Todos son
radiactivos, aunque los primeros miembros del grupo tienen perodos
de semidesintegracin bastante grandes.(Volver a grupo 3)
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Halgenos
Los halgenos son los cinco elementosno metlicosque se encuentran
en el Grupo 17 de laTabla
Peridica:flor,cloro,bromo,iodo,astatoyununseptio. El trmino
"halgeno" significa "formador de sales" y a los compuestos que
contienen halgenos conmetalesse les denomina "sales".No se
encuentran libres en la naturaleza, pero si, mayoritariamente, en
forma de haluros alcalinos y alcalinotrreos. El astato es muy raro,
ya que es producto intermedio de las series de desintegracin
radiactiva.Aunque su electronegatividad es elevada, el carcter
metlico aumenta segn lo hace el nmero atmico, as, el yodo tiene
brillo metlico.Se presentan en molculas diatmicas cuyos tomos se
mantienen unidos por enlace covalente simple y la fortaleza del
enlace disminuye al aumentar el nmero atmico.A temperatura
ambiente, los halgenos se encuentran en los tres estados de la
materia:
Slido- Iodo, Astato Lquido- Bromo Gas- Flor, CloroLos halgenos
tienen 7 electrones en su capa ms externa, lo que les da un nmero
de oxidacin de -1 y son enormemente reactivos (oxidantes),
disminuyendo la reactividad segn aumenta el nmero atmico. Excepto
el flor, presentan tambin los estados de oxidacin +1, +3, +5, +7.
El flor es el elemento ms reactivo y ms electronegativo del Sistema
Peridico.Reaccionan con eloxgeno, formando xidos inestables; esta
reactividad disminuye al aumentar el nmero atmico. Excepto el flor
que la oxida, se disuelven en agua y reaccionan parcialmente con
ella. Reaccionan con elhidrgenopara formar haluros de hidrgeno, que
se disuelven en agua, formando disoluciones cidas (cidos
hidrcidos); el cido ms fuerte es el HI. Reaccionan con casi todos
los metales formando haluros metlicos, casi todos ellos inicos.En
estado elemental se usa solamente el cloro en el tratamiento de
aguas. Los compuestos de estos elementos son muy importantes y
tiles.Debido a su poder oxidante, todos los halgenos son txicos.
Algunas combinaciones halogenadas (fluoruros, cloratos y bromatos)
son muy venenosos.El flor, el cloro y el yodo son oligoelementos
importantes para los seres vivos.Volver al principio
Metales Alcalinotrreos
Son los elementosmetlicosdel grupo 2 (antiguo IIA) de laTabla
Peridica. El nombre del grupo proviene de la situacin entre
losmetales alcalinosy loselementos trreosy del hecho de que sus
"tierras" (nombre antiguo para los xidos de calcio, estroncio y
bario) son bsicos (lcalis).
Son:berilio,magnesio,calcio,estroncio,barioyradio.Constituyen algo
mas del 4% de la corteza terrestre (sobre todo calcio y magnesio),
pero son bastante reactivos y no se encuentran libres. El radio es
muy raro.Se obtienen por electrlisis de sus haluros fundidos o por
reduccin de sus xidos.Son metales ligeros con colores que van desde
el gris al blanco, con dureza variable (el berilio es muy duro y
quebradizo y el estroncio es muy maleable). Son ms duros que los
alcalinos.Suconfiguracin electrnicapresenta doselectrones de
valencia(2 electrones s). Tienen todos el nmero de oxidacin +2 y
son muy reactivos, aumentando la reactividad al descender en el
grupo. Se oxidan superficialmente con rapidez. Son buenos
reductores. Sus propiedades son intermedias a las de los grupos
entre los que se encuentran: sus xidos son bsicos (aumentando la
basicidad segn aumenta el nmero atmico) y sus hidrxidos (excepto el
de berilio que es anftero) son bases fuertes como los de los
alcalinos, pero otras propiedades son parecidas a las del grupo de
los trreos. Al aire hmedo y en agua forman hidrxido (desprendiendo
hidrgeno), en algunos casos slo superficial que impide el posterior
ataque o lo hacen ms lento (berilio y magnesio). Reaccionan
directamente conhalgenos,hidrgeno(no berilio o
magnesio),oxgeno,carbono,azufre,selenioyteluro, formando, excepto
el berilio, compuestos mayoritariamente inicos. Reducen los iones
H+a hidrgeno, pero ni berilio ni magnesio se disuelven cido ntrico
debido a la formacin de una capa de xido.Todos los compuestos
suelen ser menos solubles en agua que los del grupo 1.Se emplean en
la tecnologa nuclear (berilio) y en aleaciones de baja densidad,
elevada solidez y estabilidad frente a la corrosin (berilio,
magnesio).El berilio y el bario son venenosos, mientras que el
magnesio y el calcio son oligoelementos fundamentales de los seres
vivos.
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Metales de Transicin
Los 40 elementos de los grupos 3 al 12 de la parte central de
laTabla Peridicase denominan metales de transicin debido a su
carcter intermedio o de transicin entre losmetalesde la izquierda
(ms electropositivos, alcalinos y alcalinotrreos) y los elementos
de la derecha (ms electronegativos, formadores de cidos).
Llenanorbitalesd de la penltima capa; estos electrones d son los
responsables principales de sus propiedades:Como el resto de los
metales, son dctiles y maleables, conductores del calor y de la
electricidad. Son ms duros, ms quebradizos y tienen mayores puntos
de fusin y ebullicin y mayor calor de vaporizacin que los metales
que no son de este grupo. Sus iones y compuestos suelen ser
coloreados. Forman iones complejos. Muchos son buenos catalizadores
de muchas reacciones.La propiedad ms diferente es que suselectrones
de valencia, es decir,los que utilizan para combinarse con otros
elementos,se encuentran en ms de una capa, la ltima y la penltima,
que estn muy prximas. Esta es la razn por la que muestran varios
estados de oxidacin y stos son variables. El carcter no metlico y
la capacidad de formacin de enlaces covalentes aumenta segn lo hace
el nmero de oxidacin del metal: para compuestos de los mismos
elementos en diferentes proporciones, es ms inico aquel queque
tiene el metal en su estado de oxidacin inferior. Por lo mismo, los
xidos e hidrxidos en los estados de oxidacin superiores son ms
cidos que los mismos compuestos con estados de oxidacin inferiores
del mismo elemento, mientras que los compuestos con nmeros de
oxidacin intermedios son anfteros.Hay tres elementos que destacan:
el hierro, cobalto y nquel, con interesantes propiedades magnticas
(son ferromagnticos), que corresponden a elementos cabecera de los
grupos 8, 9 y 10, que antiguamente constituan el grupo VIII que se
subdivida en tres tradas verticales.
Volver atrs Grupo
3:Escandio,itrio,lantanoylantnidos,actinioyactnidos.Con
treselectrones de valencia(2 electrones s de la ltima capa y 1
electrn d de la capa penltima) se parecen a los delgrupo 13, aunque
son menos nobles, carcter que disminuye al aumentar el nmero
atmico. En gran parecido entre los elementos del grupo hace difcil
su anlisis. Presentan el estado de oxidacin +3.Sus xidos reaccionan
con el agua formando hidrxidos, cuya fortaleza aumenta con el nmero
atmico, siendo ms fuertes que los hidrxidos delgrupo 2.El nico de
importancia econmica es el itrio.(Verlantnidosyactnidos) Grupo
4:Titanio,circonio,hafnio,rutherfordio.Con cuatroelectrones de
valencia(2 electrones s de la ltima capa y 2 d de la penltima), sus
propiedades son parecidas a las del grupo 3, excepto que el nmero
de oxidacin que presentan es +4. Otros estados de oxidacin son +3 y
+2, aunque la estabilidad de los compuestos con estos estados de
oxidacin disminuye al bajar en el grupo.La existencia de
loslantnidoshace que el hafnio tenga una carga nuclear
suficientemente grande como para atraer los electrones de tal forma
que su tamao (radio atmico e inico) es semejante al del circonio:
son los elementos ms parecidos dentro de un grupo del sistema
peridico, lo que hace difcil su separacin. Esto no ocurre con
titanio y circonio.Tienen alto punto de fusin y ebullicin.Son menos
nobles que los elementos delgrupo 14, aunque no lo parece a
temperatura ambiente, pues se recubren de una capa de xido que los
protege, de forma que slo reaccionan con los no metales a altas
temperaturas. El carcter bsico de los dixidos crece segn aumenta el
nmero atmico, siendo cido el TiO2.Slo titanio y circonio tienen
inters econmico. Grupo 5:Vanadio,niobio,tntalo,dubnio.Tienen
cincoelectrones de valencia(2 electrones s de la ltima capa y 3
electrones d en la penltima). El estado de oxidacin predominante es
+5, cuya estabilidad aumenta segn lo hace le nmero atmico, en
combinaciones de carcter cido. La diferencia de tamao (radio atmico
e inico) entre niobio y tntalo es pequea debido a la existencia de
loslantnidospor lo que sus propiedades son muy parecidas, aunque no
tanto como ocurre en elgrupo 4y se encuentran en los mismos
minerales. El vanadio es diferente y sus compuestos se diferencian
de los compuestos de los otros dos.Son poco nobles, aunque el
recubrimiento por una capa superficial de xido provoca una inercia
qumica superada a altas temperaturas. Slo forman complejos solubles
con cido fluorhdrico. La fusin de sus xidos con hidrxidos alcalinos
produce vanadatos, niobatos y tantalatos. Grupo
6:Cromo,molibdeno,wolframio,seaborgio.Poseen 6electrones de
valencia(2 electrones s de la ltima capa y 4 electrones d de la
penltima). El mximo estado de oxidacin que presentan es +6, aunque
la estabilidad de este estado crece con el nmero atmico. Con los
nmeros de oxidacin ms pequeos la estabilidad aumenta en sentido
contrario. Como en los dos grupos anteriores, el parecido entre
molibdeno y wolframio es mayor que con el cromo.Estos elementos
muestran los puntos de fusin ms altos, la presin de vapor ms baja y
el coeficiente de dilatacin trmica ms bajo del sistema peridico.Son
poco nobles, pero se recubren de una capa de xido a temperatura
ambiente que los protege del posterior ataque y los hace bastante
inertes qumicamente. Son estables frente a las bases y los cidos
dbilmente oxidantes. Con los hidrxidos alcalinos fundidos dan lugar
a cromatos, molibdatos y wolframatos.Tienen gran importancia sus
aleaciones con elhierropara la fabricacin de herramientas. La
mayora de las combinaciones de los elementos son coloreadas, por lo
que encuentran aplicacin como pigmentos. Los carburos son muy duros
y se emplean como abrasivos y los sulfuros tienen una estructura en
capas que los hace tiles como lubricantes trmicamente estables.
Grupo 7:Manganeso,tecnecio,renio,bohrio.El tecnecio y bohrio son
artificiales. Poseen sieteelectrones de valencia(2 electrones s en
la ltima capa y 5 electrones d en la penltima). El mximo estado de
oxidacin que presentan es +7, cuya estabilidad aumenta segn lo hace
el nmero atmico. Con los nmeros de oxidacin ms pequeos la
estabilidad aumenta en sentido contrario. Aunque es menos acusada,
en este caso tambin se nota la inclusin de los lantnidos en el
parecido de tecnecio y renio: tamao de radio atmico e inico y
propiedades, siendo el manganeso ms diferente.Son atacados
lentamente por el oxgeno a temperatura ambiente, pero rpidamente a
temperaturas elevadas.Los elementos de este grupo se parecen a los
del grupo 6 y 8 y se encuentran juntos en los mismos minerales.Se
emplean en aleaciones con otros metales. Grupos 8, 9 y 10: Grupo
8:Hierro,rutenio(*),osmio(*),hassio.Poseen 8electrones de valencia:
2 electrones s de la ltima capa y 6 electrones d de la penltima.
Grupo 9:Cobalto,rodio(*),iridio(*),meitnerio.Poseen 9electrones de
valencia: 2 electrones s de la ltima capa y 7 electrones d de la
penltima. Grupo 10:Nquel,paladio(*),platino(*),ununnilio.Poseen
10electrones de valencia: 2 electrones s de la ltima capa y 8
electrones d de la penltima.-En estos tres grupos (antiguo grupo
VIII, dividido en tres subgrupos) se puede distinguir entre los
tres elementos cabecera: hierro, cobalto y nquel y los seis
restantes (los tres ltimos son artificiales y no se
consideran):
1. Los metales hierro, cobalto y nquel tienen ms semejanzas
entre s que con los del resto del grupo al que pertenecen.El hierro
es el ms abundante. El estado de oxidacin mximo que se alcanza es
+6 (hierro) que es menor que el nmero deelectrones de valenciao
nmero del grupo y segn aumenta el nmero atmico disminuye la
estabilidad de los nmeros de oxidacin altos: el nquel presenta
predominantemente el estado de oxidacin +2.Son estables a
temperatura ambiente. Forman complejos fcilmente, todos ellos
coloreados.Son ferromagnticos, tienen elevada densidad y altos
puntos de fusin y ebullicin.Se emplean en aleaciones, colorantes,
recubrimientos.2. (*) En los grupos 8, 9, 10 se puede distinguir
entre los tres primeros elementos (hierro, cobalto y nquel) y los
seis ltimos que se denominan subgrupo del platino:- Grupo
8:Rutenio,osmio- Grupo 9:Rodio,iridio.- Grupo
10:Paladio,platino.Dentro de este subgrupo hay dos grupos:a) el de
los metales ligeros de la segunda serie de transicin (5 periodo):
rutenio, rodio y paladio de densidad poco mayor de 12 g/cm3.
Llenanorbitalesd del cuarto nivel energtico.b) el de los metales
pesados de la tercera serie de transicin (6 periodo): osmio, iridio
y platino de densidad mayor de 21 g/cm3. Llenan orbitales d del
quinto nivel energtico.Fueron descubiertos en las minas de metales
preciosos de Colombia durante el siglo XVIII, como materiales que
interferan en la obtencin deoroyplata. Son bastante raros, siendo
el platino el ms abundante. Se encuentran en yacimientos primarios:
sulfuros (normalmente) junto a hierro, cobre, nquel y cromo, y en
yacimientos secundarios (placeres) originados por la meteorizacin
de los primarios, en los que se encuentran nativos, dada su elevada
densidad, lo que provoca una deposicin conjunta.A pesar de la
diferencia en las estructuras electrnicas (orbitales d), los
elementos son bastante semejantes entre s: los electrones d parecen
influir poco en sus propiedades. El estado de mxima oxidacin
corresponde al rutenio y osmio (+8), mientras que el paladio es
predominantemente divalente.Todos ellos constituyen, junto con oro
y plata, el grupo de metales nobles o preciosos: son bastante
inertes y resistentes a la corrosin. El carcter noble aumenta desde
el rutenio al platino. Forman complejos fcilmente. Sus hidrxidos
son cidos, bsicos o anfteros. Los elementos pesados no son atacados
por los cidos minerales y slo parcialmente por los oxidantes, pero
se disuelven con facilidad en fundidos alcalinos oxidantes.Son
duros.Se emplean en aleaciones duras, estables a la corrosin,
catalizadores, conductores, materiales resistentes a la friccin,
prtesis dentarias y joyera. Grupo 11:Cobre,plata,oro,unununio.Son
todos metales nobles de alto punto de fusin, que se encuentran
nativos (excepto el ltimo que es artificial) y formando
combinaciones bastante insolubles; tienen gran tendencia a la
formacin de complejos. La reactividad disminuye con el aumento del
nmero atmico. Grupo 12:Cinc,cadmio,mercurio,ununbio.El ltimo es
artificial. Debido a suconfiguracin electrnicabastante estable son
ms nobles que los elementos delgrupo 2, aumentando este carcter
segn crece el nmero atmico, puntos de fusin y ebullicin ms bajos,
mayor carcter covalente en los enlaces y compuestos ms insolubles y
mayor tendencia a la formacin de complejos que los del grupo 2. El
cinc y el cadmio se parecen mucho ms que el mercurio.Volver al
principio
Otros Metales
Los ocho elementos clasificados como "otrosmetales" se sitan en
los grupos 13, 14, 15 y 16. Son dctiles y maleables como losmetales
de transicin, pero se diferencian de ellos en que no presentan
estados de oxidacin variables y suselectrones de valenciase
encuentran slo en su capa ms externa. Todos son slidos, con una
densidad relativamente alta y son opacos. Los nmeros de oxidacin
que presentan son +1 y +3 (grupo 13), +2 y +4 (grupo 14), +3 y +5
(grupo 15) y +4 y +6 (grupo 16). El carcter no metlico y la
capacidad de formacin de enlaces covalentes aumenta segn lo hace el
nmero de oxidacin del metal: los xidos e hidrxidos en los estados
de oxidacin superiores son ms cidos que los mismos compuestos de
estados de oxidacin inferiores del mismo elemento, mientras que los
compuestos con nmeros de oxidacin intermedios son anfteros. Grupo
13:Aluminio,galio,indio,talio,ununtrio. Grupo
14:Estao,plomo,ununquadio. Grupo 15:Bismuto,ununpentio. Grupo
16:Polonio,ununhexio.Volver al principio
Gases Nobles
Los gases nobles se encuentra en el grupo 0 o 18 de laTabla
Peridica. Los elementos
son:helio,nen,argn,criptn,xenn,radnyununoctio. Estos elemento se
consideraron inertes hasta 1962, debido a que su estado de oxidacin
es 0, teniendo 8 electrones en su ltima capa (2 electrones s y 6
electrones p), lo que les impide formar compuestos fcilmente.
Tienen una energa de ionizacin muy alta, por lo que son muy
estables. Debido a esto, fueron descubiertos muy tarde: Cavendish
en 1785 aisl el primero, a partir del aire, aunque no fue capaz de
identificarlo. En 1868 Jannsen descubre el helio y, a partir de
1894, Ramsay, Travers y Rayleigh aslan e identifican los gases
nobles, excepto radn, que fue descubierto por Dorn en 1898 y
aislado por Ramsay y Gray en 1908.El helio es el segundo elemento
ms abundante del Universo. En la atmsfera hay un 1% de gases nobles
(fundamentalmente argn (0,94%)).Se obtienen por licuacin
fraccionada de aire. El helio a partir de pozos de gas
natural.Todos son gases incoloros, inodoros e inspidos, solubles en
agua. Tienen puntos de fusin muy bajos ya que las nicas fuerzas
existentes entre los tomos en estado lquido y slido son las de
London. Excepto el helio, que lo hace en el sistema hexagonal,
cristalizan en el sistema cbico. Poco diferentes desde el punto de
vista qumico. En 1962 se inform de la formacin del XePtF6.
Posteriormente se han obtenido compuestos de criptn, xenn y radn
conflor,cloro,oxgenoynitrgeno, as como compuestos fsicos
(clatratos): disoluciones slidas en las que ciertos tomos o
molculas estn atrapados en los espacios de un retculo cristalino.Su
uso principal est en iluminacin: tubos de descarga (helio da color
marfil, nen rojo, argn azul rojizo, criptn azul verdoso y xenn
violeta); bombillas incandescentes (criptn y xenn, que impiden la
difusin trmica del metal del filamento y aumentan la temperatura de
trabajo y el rendimiento luminoso). Otros usos son la creacin de
atmsferas inertes en soldadura y corte (argn), relleno de globos
(helio), gases de inmersin (helio), refrigerantes para bajas
temperaturas y superconductividad (helio, nen).Volver al
principio
Elementos nitrogenoides
Forman el grupo 15 (antiguo VA) de laTabla Peridica.
Son:nitrgeno,fsforo,arsnico,antimonio,bismutoyununpentio.
Constituyen el 0,33% de la corteza terrestre (incluyendo agua y
atmsfera). A veces se presentan nativos. Los minerales son xidos o
sulfuros. Se obtienen por reduccin de los xidos con carbono o por
tostacin y reduccin de los sulfuros.Laconfiguracin
electrnicamuestra que poseen cincoelectrones de valencia(2
electrones s y 3 electrones p), sin embargo, las propiedades
difieren del primero al ltimo. Las propiedades metlicas se
incrementan desde el nitrgeno al bismuto de forma que el nitrgeno
es no metal, gas diatmico, las modificaciones negra del fsforo y
gris de arsnico y antimonio presentan algunas propiedades metlicas
y el bismuto es un metal pesado. Esto se traduce en una disminucin
de los puntos de fusin a partir del arsnico, pues disminuye el
carcter covalente de los enlaces y aumenta el carcter metlico. La
semiocupacin de losorbitalesp se traduce en un potencial de
ionizacin alto, ya que es una estructura electrnica relativamente
estable.Frente a los electropositivos (hidrgenoymetales) presentan
estado de oxidacin -3, aunque disminuye la estabilidad de los
compuestos segn crece el nmero atmico, y frente a los
electronegativos (oxgeno,azufreyhalgenos) +3 y +5, aumentando la
estabilidad de los compuestos con el nmero atmico. Al crecer el
nmero atmico predomina el estado +3.No reaccionan con el agua o con
los cidos no oxidantes; salvo el nitrgeno, todos reaccionan con
cidos oxidantes. Con el oxgeno se forman los xidos con nmero de
oxidacin +3 y +5, excepto el nitrgeno que forma todos los
comprendidos entre +1 y +5, aunque principalmente, +1, +2, +4. La
acidez de los hidrxidos X(OH)3disminuye segn aumenta el nmero
atmico, siendo el Bi(OH)3bsico. En estado pentavalente todas las
combinaciones oxigenadas son cidas, disminuyendo su fuerza segn
aumenta el nmero atmico.En estado elemental el nitrgeno se emplea
como gas inerte en soldadura y conservacin, el arsnico y antimonio
como semiconductores, el fsforo en pirotecnia. Los compuestos de
nitrgeno y fsforo son importantsimos y se emplean en abonos,
detergentes, etc.El fsforo, arsnico y antimonio y sus combinaciones
son txicos.
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Elementos calcgenos o anfgenos
Forman el grupo 16 (antiguo VIA) de laTabla Peridica.
Son:oxgeno,azufre,selenio,teluro,polonioyununhexio.El nombre
calcgeno proviene del griego y significa formador de minerales: una
gran parte de los constituyentes de la corteza son xidos o
sulfuros. El trmino anfgeno fue asignado por Berzelius y significa
formador de cidos y bases.El oxgeno es el elemento ms abundante de
la tierra (50,5% en peso de la corteza). Los dems son menos
frecuentes. El polonio es muy raro, siendo un producto intermedio
de pequeo perodo de semidesintegracin en las series de
desintegracin, su porcentaje es de 2,1x10-14. Los minerales son
xidos, sulfuros y sulfatos y tambin se encuentran en estado
nativo.El oxgeno se extrae del aire y el resto por reduccin de los
xidos o nativos. El selenio y teluro se obtienen como subproductos
de los barros de las cmaras deplomoo de los barros andicos. El
polonio se obtiene bombardeandobismutocon neutrones.Laconfiguracin
electrnicapresenta seiselectrones de valencia: 2 electrones s y 4
electrones p. Al crecer el nmero atmico disminuye la tendencia de
los electrones a participar en la formacin de enlaces. Los estados
de oxidacin ms usuales son -2, +2, +4 y +6, los dos ltimos debido a
la presencia deorbitalesd a partir del azufre.El oxgeno y azufre
sonno metales, mientras que el carcter metlico aumenta del selenio
al polonio. El oxgeno es un gas diatmico y el polonio un metal
pesado. Presentan modificaciones, excepto polonio, algunas de
selenio y teluro son metlicas.La estabilidad de las combinaciones
anlogas con elementos electropositivos disminuye al crecer el nmero
atmico. El carcter cido de los oxocidos disminuye de la misma
forma; el de los calcogenuros dehidrgenoaumenta al aumentar el
nmero atmico, siendo todos ellos dbiles en disolucin acuosa. No
reaccionan con el agua y, salvo el azufre, no reaccionan con las
bases. Excepto el oxgeno, todos reaccionan con el cido ntrico
concentrado. Con el oxgeno forman dixidos que en con agua dan lugar
a los correspondientes oxocidos. Con los metales forman xidos,
sulfuros, seleniuros y telururos, cuya estabilidad disminuye desde
el oxgeno al teluro.El oxgeno es fundamental en todos los procesos
de oxidacin (combustiones, metabolismo de los seres vivos) y es la
base de numerosos procesos industriales. El azufre se emplea como
fungicida y en numerosos procesos industriales. El selenio y teluro
se emplean como semiconductores. El polonio no tiene prcticamente
utilidad.Las combinaciones hidrogenadas de estos elementos (excepto
el agua) son gases txicos de olor desagradable.
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Elementos carbonoides
Forman el grupo 14 de laTabla Peridica.
Son:carbono,silicio,germanio,estao,plomoyununquadio.Constituyen ms
del 27% en peso de la corteza, siendo el silicio el que aporta
prcticamente todo a ese valor, le sigue el carbono; el germanio es
el menos abundante. El silicio es el responsable de toda la
estructura inorgnica y el carbono de la vida orgnica de la
superficie terrestre. Se presentan en estado nativo carbono, estao
y plomo; aunque los minerales ms corrientes son los xidos y
sulfuros.Las propiedades fsicas y qumicas varan mucho desde el
primero (carbono, no metal, forma compuestos covalentes con los no
metales e inicos con los metales) al ltimo (plomo, metal): el
carbono es muy duro (diamante) y el plomo rayado con las uas. El
silicio y germanio son metaloides de dureza intermedia. Al
descender en el grupo desciende la fuerza de enlace entre los tomos
y como consecuencia los puntos de fusin y ebullicin.Tienen
cuatroelectrones de valencia: 2 electrones s y 2 electrones p, por
lo que los estados de oxidacin que presentan son +4, +2 y -4: los
compuestos con +4 y la mayora de los de nmero de oxidacin +2 son
covalentes. El nico ion -4 es el carburo.No reaccionan con el agua.
El germanio, estao y plomo son atacados por los cidos. Con la
excepcin del carbono, son atacados por disoluciones alcalinas
desprendiendohidrgeno. Reaccionan con el oxgeno. Los xidos de
carbono y silicio son cidos, el estao es anftero (reacciona con
cidos y bases calientes) y lo mismo ocurre con el plomo. Existe una
gran tendencia a unirse consigo mismos, denominada concatenacin al
formar hidruros; esta tendencia disminuye al descender en el
grupo.Los elementos silicio y el germanio se emplean en la
industria electrnica; el xido de silicio en la fabricacin de
vidrios; el carbono y sus derivados como combustibles y en la
sntesis de productos orgnicos; el estao, el plomo y sus aleaciones
son muy tiles.El plomo es txico.Volver al principio
Elementos representativos
Se denominan as a los grupos 1, 2, y del 13 al 18,
caracterizados por tener los electrones de la ltima capa
(electrones de valencia) enorbitaless (grupos 1 y 2) o s y p
(grupos 13 al 18). Estos elementos muestran en general variaciones
distintivas y muy regulares de sus propiedades con el nmero atmico:
el carcter metlico aumenta de arriba a abajo dentro de cada grupo y
de derecha a izquierda en cada periodo. Grupo
1:Hidrgeno,litio,sodio,potasio,rubidio,cesio,francio. Grupo
2:Berilio,magnesio,calcio,estroncio,bario,radio. Grupo
13:Boro,aluminio,galio,indio,talioyununtrium. Grupo
14:Carbono,silicio,germanio,estao,plomoyununquadio. Grupo
15:Nitrgeno,fsforo,arsnico,antimonio,bismutoyununpentio. Grupo
16:Oxgeno,azufre,selenio,teluro,polonioyununhexio. Grupo
17:Flor,cloro,bromo,iodo,astatoyununseptio. Grupo
18:Helio,nen,argn,criptn,xenn,radnyununoctio.
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Elementos trreos o grupo del boro.
Lo forman el grupo 13 de laTabla Peridica.
Son:boro,aluminio,galio,indio,talioyununtrium. El nombre del grupo
trreos deriva de la arcilla (contiene aluminio) y se encuentra en
desuso.Constituyen ms del 7% en peso de la corteza terrestre, sobre
todo el aluminio (metalms abundante y tercer elemento ms abundante
despus deoxgenoysilicio). Indio y talio son muy raros. Son bastante
reactivos, por lo que no se encuentran nativos. La mayora de sus
minerales son xidos e hidrxidos y, en el caso de galio, indio y
talio, se encuentran asociados con sulfuros
deplomoycinc.Suconfiguracin electrnicamuestra treselectrones de
valencia(2 electrones s y 1 electrn p), por lo que el estado de
oxidacin que alcanzan es +3; galio, indio y talio presentan adems
+1, aumentando la tendencia a formar compuestos con este estado de
oxidacin hacia abajo. En general, se parecen a losmetales
alcalinotrreos, aunque el boro esno metal; el carctermetlicoaumenta
hacia abajo. Esto se traduce en una gran diferencia de propiedades:
el boro es duro (dureza entre el corindn y eldiamante) y el talio
es un metal tan blando que puede araarse con las uas.Estos
elementos no reaccionan de modo apreciable con el agua, aunque el
aluminio puro si lo hace desprendiendohidrgeno, pero forma
rpidamente una capa de xido que impide la continuacin de la
reaccin; el talio tambin reacciona. Los xidos e hidrxidos del boro
son cidos, los del aluminio y galio son anfteros y los del indio y
talio son bsicos; el TlOH es una base fuerte. Slo el boro y el
aluminio reaccionan directamente con elnitrgenoa altas
temperaturas, formando nitruros muy duros. Reaccionan con los
halgenos formando halogenuros gaseosos (boro, aluminio, galio e
indio) y slido (talio).La mayora de las sales (haluros, nitratos,
sulfatos, acetatos y carbonatos) son solubles en agua.No se
disuelven en amonaco. Son buenos reductores, especialmente el
aluminio (aluminotermia): se emplea para la obtencin de los metales
a partir de sus xidos, desprendindose una gran cantidad de energa
al formarse Al2O3.El boro no conduce la corriente, el aluminio y el
indio son buenos conductores y los otros dos malos.Sus aplicaciones
en estado puro son: boro en industria nuclear, semiconductores
(dopado) y aleaciones, aluminio en aleaciones ligeras y resistentes
a la corrosin, galio en semiconductores (arseniuro de galio), indio
en aleaciones y semiconductores, talio en fotoclulas, vidrios.El
talio es muy txico.
