Elementos Químicos, ¿Qué es un Elemento Químico, Tipos de Enlaces, Cambios, Fenómenos, Tabla

Se llaman elementos químicos a los ciento diez tipos de átomos diferentes que nos rodean. De ellos noventa y dos son elementos químicos naturales, y el resto, artificiales. Por ejemplo, el elemento químico hidrógeno comprende todos los átomos de hidrógeno. Están representados en la tabla periódica de elementos, con una posición determinada por su número atómico, que es el número de protones contenidos en su núcleo. Por ejemplo, en el caso del carbono, podemos contar en su núcleo, seis protones.

Puede definirse un elemento como una sustancia básica, combinable con otros elementos (formando compuestos) pero que aislados no pueden descomponerse en sustancias más simples.

¿Qué es un Elemento Químico?

Elemento químico

Una sustancia se dice que es un elemento químico o sustancia elemental, cuando es pura y todos sus átomos son iguales desde un punto de vista químico. Además, son las sustancias más simples ya que no pueden desdoblarse en otras, por lo que son como los "ladrillos" con los que se pueden formar las demás sustancias (compuestos químicos). De esta manera se sobreentiende que un átomo sería la parte más pequeña de una sustancia elemental que tiene todas las propiedades químicas de la sustancia a la que pertenece. Actualmente se admite que hay 112 sustancias elementales, aunque ya hay suficientes evidencias de elementos sintetizados hasta el número 118 que hoy por hoy no están oficialmente nombrados por la IUPAC. Solamente unas 90 están presentes en la naturaleza, el resto se han obtenido de manera artificial y son altamente inestables.

Los símbolos químicos, un poco de su historia, de latín, griego y árabe

El afán de los hombres instruidos por representar el conocimiento científico no tuvo en un principio un carácter práctico. A lo largo de la Edad Media y del Renacimiento, surgieron los alquimistas que buscaban, mediante el trabajo con la materia, obtener oro e incluso, llegar mediante la sabiduría y la disciplina a transformarse ellos mismos en seres superiores, dotados de poderes especiales y viviendo en un estado de gracia permanente. Esta mezcla de "avaricia y misticismo", dió algunos frutos para la posterior ciencia. Técnicas de laboratorio como la destilación se deben a ellos, así como el conocimiento y manejo de sustancias y algunas de sus reacciones. Los alquimistas no revelaban nada de lo que sabían, salvo a los de su grupo, es decir: "los iniciados", por ello elaboraron símbolos que solamente ellos conocían y que usaban en sus escritos.

Actualmente el propósito de representar mediante símbolos y fórmulas, no es otro que el de tener un lenguaje adaptado a esta ciencia, fácil de usar y sobre todo, universal. Cada elemento químico es representado por su símbolo, éste tiene que ver con su nombre y está formado por una o dos letras, la primera siempre escrita en mayúscula. Así por ejemplo:

Cobalto: Co, Calcio: Ca, helio: He, carbono: C, oxígeno: O etc.

Sin embargo, ésto no ha sido siempre así. La adopción de símbolos formados por letras es relativamente reciente (desde mediados del siglo XIX) es más, hasta principios del siglo XIX cada químico "se buscaba la vida" para representar las sustancias que conocía. En las imágenes de la izquierda encontrareis lo que os digo. La imagen del centro es de un tratado de química de un farmacéutico español de finales del siglo XVIII, se llamaba Félix Palacios (1677-1737). La imagen de abajo son los símbolos que usaba Dalton, químico inglés que vivió entre 1766 y 1844, para representar los elementos que conocía y algunos compuestos. Es un precursor de lo que ahora llamamos fórmulas, también podeis observar que a los elementos los llamaba simples y que ya clasificaba los compuestos de acuerdo al número de elementos que intervenían en su composición: binarios, ternarios...etc.

Tabla de símbolos de Félix Palacios (principios del sigloXVIII)

Símbolos de Dalton (principios del siglo XIX)

Cuando hemos dicho que el símbolo tiene que ver con su nombre, parece que no es así. Hierro se escribe Fe, oro Au, y hay más casos. La razón no es otra que el que muchas de estas sustancias se conocen desde antiguo y que su símbolo deriva del latín, que fue lengua de intercambio científico hasta avanzado el siglo XVIII (Newton escribió en latín su tratado de dinámica). Por ello, no viene mal aprender que ciertos elementos tienen nombres latinos que difieren bastante de su nombre en lengua española y de los cuales tomamos su símbolo:

sodio

natrium

Na

potasio

kalium

K

hierro

ferrum

Fe

cobre

cuprum

Cu

plata

argentum

Ag

oro

aureum

Au

mercurio

hidrargirium

Hg

fósforo

phosphorus

P

azufre

sulphur

S

antimonio

stibium

Sb

También el griego se ha usado abundantemente en la nomenclatura de los elementos químicos, especialmente de aquellos que son gaseosos por ejemplo:

  • hidrógeno (de hidros=agua y genos=generador, osea "el que genera agua"),

  • oxígeno (de oxis=ácido y genos=generador, "el que genera ácidos"),

  • nitrógeno (de nitron=putrefacción y genos=generador),

  • helio (de helios=dios del Sol), neón ( de neos=nuevo) etc.

En menor medida, el árabe también se ha usado para algún que otro elemento. No debe extrañarnos porque los primeros alquimistas fueron árabes. La palabra química es árabe (al-jimia). Ejemplos de nombres árabes de elementos son boro (de boraq), zirconio (de zergum=dorado).

Actualmente es obligatorio (normas IUPAC) que los nombres de los elementos que se van agregando a la Tabla Periódica estén "latinizados" (lo que se conoce como latín científico). Por ejemplo el último elemento bautizado es el copernicio (de copernitium, en honor de Nicolás Copérnico, astrónomo polaco del siglo XVI).



La clasificación de los elementos químicos

El criterio más general para clasificar los elementos es el de su carácter metálico o no. La gran mayoría de los elementos químicos son metales, por ejemplo, entre otras, tienen las siguientes propiedades: conducen la electricidad y poseen el denominado brillo metálico. Unos pocos elementos son semimetales o metaloides que participan de alguna de las propiedades de los metales, por ejemplo, conducen la electricidad en determinadas condiciones (se les denomina semiconductores por eso). Finalmente, tenemos el grupo de los no metales cuyas propiedades, podríamos decirlo así, son las "contrarias" a las de los metales: no tienen brillo, no conducen la electricidad, son malos conductores del calor y la mayoría son gases a temperatura ambiente. En la Tabla Periódica de abajo podemos ver su distribución:






1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

H
1




He
2

2

Li
3

Be
4

B
5

C
6

N
7

O
8

F
9

Ne
10

3

Na
11

Mg
12

Al
13

Si
14

P
15

S
16

Cl
17

Ar
18

4

K
19

Ca
20

Sc
21

Ti
22

V
23

Cr
24

Mn
25

Fe
26

Co
27

Ni
28

Cu
29

Zn
30

Ga
31

Ge
32

As
33

Se
34

Br
35

Kr
36

5

Rb
37

Sr
38

Y
39

Zr
40

Nb
41

Mo
42

Tc
43

Ru
44

Rh
45

Pd
46

Ag
47

Cd
48

In
49

Sn
50

Sb
51

Te
52

I
53

Xe
54

6

Cs
55

Ba
56

La
57*

Hf
72

Ta
73

W
74

Re
75

Os
76

Ir
77

Pt
78

Au
79

Hg
80

Tl
81

Pb
82

Bi
83

Po
84

At
85

Rn
86

7

Fr
87

Ra
88

Ac
89**

Rf
104

Db
105

Sg
106

Bh
107

Hs
108

Mt
109

Ds
110

Rg
111

Cn
112

?
113

?
114

?
115

?
116

?
117

?
118

(*) Lantánidos

Ce
58

Pr
59

Nd
60

Pm
61

Sm
62

Eu
63

Gd
64

Tb
65

Dy
66

Ho
67

Er
68

Tm
69

Yb
70

Lu
71

(**) Actínidos

Th
90

Pa
91

U
92

Np
93

Pu
94

Am
95

Cm
96

Bk
97

Cf
98

Es
99

Fm
100

Md
101

No
102

Lr
103

Tipos de Enlaces Químicos

Mientras que sólo hay alrededor de 118 elementos catalogados en la tabla periódica, obviamente hay más substancias en la naturaleza que los 118 elementos puros. Esto es porque los átomos pueden reaccionar unos con otros para formar nuevas substancias denominadas compuestos. Un compuesto se forma cuando dos o más átomos se enlazan químicamente. El compuesto que resulta de este enlace es químicamente y físicamente único y diferente de sus átomos originarios.

Miremos un ejemplo. El elemento sodio es un metal de color plateado que reacciona tan violentamente con el agua que produce llamas cuando el sodio se moja. El elemento cloro es un gas de color verdoso que es tan venenoso que fue usado como un arma en la Primera Guerra Mundial. Cuando estos químicos se enlazan, estas dos peligrosas substancias forman un compuesto, el cloruro de sodio. ¡Este es un compuesto tan inofensivo que no comemos todos los días - la sal de mesa común!

En 1916, el químico americano Gilbert Newton Lewis propusó que los enlaces químicos se formaban entre los átomos porque los electrones de los átomos interactuaban entre ellos. Lewis había observado que muchos elementos eran más estables cuando ellos contenían ocho electrones en su envoltura de valencia. El sugirió que los átomos con menos de ocho valencias de electrones se enlazaban para compartir electrones y completar sus envolturas de valencia.

Mientras que algunas de las predicciones de Lewis han sido desde entonces probadas como incorrectas (el sugirió que los electrones ocupaban orbitas en forma de cubos), su trabajo estableció la base de lo que se conoce hoy en día sobre los enlaces químicos. Sabemos que hay dos principales tipos de enlaces químicos, iónicos y - enlaces covalentes.

Enlaces Iónicos

En los enlaces iónicos, los electrones se transfieren completamente de un átomo a otro. Durante este proceso de perder o ganar electrones cargados negativamente, los átomos que reaccionan forman iones. Lo iones cargados de manera opuesta se atraen entre ellos a través de fuerzas electroestáticas que son la base del enlace iónico.

Por ejemplo, durante la reacción del sodio con el cloro:

sodio (en la derecha) pierde su única valencia de electrones al cloro (a la derecha),

resultando en:

un ión de sodio cargado positivamente (izquierda) y un ión de cloro cargado negativamente (derecha).

Una simulación de la reacción NaCl

Note que cuando el sodio pierde su electrón de valencia, se hace más pequeño, mientras que el cloro se hace más grande cuando gana una valencia de electrón adicional. Esto es típico de los tamaños relativos de iones a átomos. Después que la reacción tiene lugar, los iones cargado Na+y Cl- se sujetan gracias a las fuerzas electroestáticas, formando así un enlace ionico.

Los compuestos iónicos comparten muchas caractéristicas en común:

  • Los enlaces iónicos se forman entre metales y no metales.

  • Al nombrar compuestos iónicos simples, el metal siempre viene primero, el no metal segundo (por ejemplo, el cloruro de sodio).

  • Los compuestos iónicos se disuelven facilmente en el agua y otros solventes polares.

  • En una solución, los compuestos iónicos fácilmente conducen electricidad.

  • Los compuestos iónicos tienden a formar sólidos cristalinos con temperaturas muy altas.

Esta última característica es un resultado de las fuerzas intermoleculares (fuerzas entre las moléculas) en los sólidos iónicos. Si consideramos uncristal sólido de cloruro de sodio, el sólido está hecho de muchos iones de sodio cargados positivamente (dibujados a debajo como pequeñas esferas grises) y un número igual de iones de cloro cargados negativamente (esferas verdes). Debido a la interacción de los iones cargados, los iones de sodio y de cloro están organizados alternadamente como demuestra el esquema a la derecha. Cada ión de sodio es atraído igualmente por todos sus iones de cloro vecinos, y de la misma manera por la atracción del cloruro de sodio. El concepto de una sola molécula no aplica a cristales iónicos porque el sólido existe como un sistema continuo. Sólidos iónicos forman cristales con altos puntos de fusion debido a las a las grandes fuerzas entre dos iones vecinos.

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cl-1

Na+1

Cristal de Cloruro de Sodio

Esquema de Cristal NaCl

Enlace Covalentes

El segundo mayor tipo de enlace atómico ocurre cuando los átomos comparten electrones. Al contrario de los enlaces iónicos en los cuales ocurre una transferencia completa de electrones, el enlace covalente ocurre cuando dos (o más) elementos comparten electrones. El enlace covalente ocurre porque los átomos en el compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones (generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no metales se enlazan. Ya que ninguno de los no elementos que participan en el enlace querrán ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para poder llenar sus envolturas de valencia. Un buen ejemplo de un enlace covalente es ese que ocurre entre dos átomos de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno (H) tiene un electrón de valencia en su primera envoltura. Puesto que la capacidad de esta envolutura es de dos electrones, cada átomo hidrógeno 'querrá' recoger un segundo electrón. En un esfuerzo por recoger un segundo electrón, el átomo de hidrógeno reaccionará con átomos H vecinos para formar el compuesto H2. Ya que el compuesto de hidrógeno es una combinación de átomos igualados, los átomos compartirán cada uno de sus electrones individuales, formando así un enlace covalente. De esta manera, ambos átomos comparten la estabilidad de una envoltura de valencia.

Ya que los electrones están compartidos en molécula covalentes, no se forman cargas iónicas. Por consiguiente, no hay fuerzas intermoleculares fuertes en los compuestos covalentes tal como las hay en las moléculas iónicas. Como resultado, muchos compuestos iónicos son gases o líquidos a temperatura ambiente en vez de sólidos como los compuestos iónicos en las moléculas covalentes que tienden a tener una atracción intermolecular más debil. Igualmente, al contrario de los compuestos iónicos, los compuestos covalentes existen como verdaderas moléculas.

Enlaces Múltiples: Para cada par de electrones compartidos entre dos átomos, se forma un enlace covalente único. Algunos átomos pueden compartir múltiples pares de electrones, formando enlaces covalentes múltiples. Por ejemplo, el oxígeno (que tiene seis electrones de valencia) necesita dos electrones para completar su envoltura de valencia. Cuando dos átomos de oxígeno forman el compuesto O2, ellos comparten dos pares de electrones, formando dos enlaces covalentes.

Las Estructuras de Puntos de Lewis: Las estructuras de puntos de Lewis son una taquigrafía para representar los electrones de valencia de un átomo. Las estructuras están escritas como el elemento del símbolo con puntos que representan los electrones de valencia. Abajo están las estructuras de Lewis para los elementos en los dos primeros períodos de la Tabla Periódica.

Las Estructuras de Puntos de Lewis


Las estructuras de Lewis también pueden ser usadas para mostrar el enlace entre átomos. Los electrones que se enlazan se colocan entre los átomos y pueden ser representados por un par de puntos, o un guión (cada guión representa un par de electrones, o un enlace). Abajo están las estructuras de Lewis para el H2 y el O2.

H2

H:H

or

H-H

O2

Enlaces Polares y No-Polares

En realidad, hay dos sub tipos de enlaces covalente. La molécula H2 es un buen ejemplo del primer tipo de enlace covalente el enlace no polar. Ya que ambos átomos en la molécula H2 tienen una igual atracción (o afinidad) hacia los electrones, los electrones que se enlazan son igualmente compartidos por los dos átomos, y se forma un enlace covalente no polar. Siempre que dos átomos del mismo elemento se enlazan, se forma un enlace no polar.

Un enlace polar se forma cuando los electrones son desigualmente compartidos entre dos átomos. Los enlaces polares covalentes ocurren porque un átomo tiene una mayor afinidad hacia los electrones que el otro (sin embargo, no tanta como para empujar completamente los electrones y formar un ión). En un enlace polar covalente, los electrones que se enlazan pasarán un mayor tiempo alrededor del átomo que tiene la mayor afinidad hacia los electrones. Un buen ejemplo del enlace polar covalente es el enlace hidrógeno - oxígeno en la molécula de agua.

Las moléculas de agua contienen dos átomos de hidrógeno (dibujados en rojo) enlazados a un átomo de oxígeno (en azul).

El oxígeno, con seis electrones de valencia, necesita dos electrones adicionales para completar su envoltura de valencia. Cada hidrógeno contiene un electrón. Por consiguiente el oxígeno comparte los electrones de dos átomos de hidrógeno para completar su propia envoltura de valencia, y en cambio, comparte dos de sus propios electrones con cada hidrógeno, completando la envoltura de valencia H.

La principal diferencia entre el enlace H-O en el agua y el enlace H-H, es el grado de los electrones compartidos. El gran átomo de oxígeno tiene una mayor afinidad hacia los electrones que los pequeños átomos de hidrógeno. Ya que el oxígeno tiene una atracción más fuerte en los electrones que se enlazan, el electrón ocupado anteriormente conduce a una desigual participación.

Los Dipoles

Ya que los electrones de valencia en las moléculas de agua ocupan más tiempo alrededor del átomo de oxígeno que los átomos de hidrógeno, la parte de oxígeno de la molécula desarrolla una carga parcial negativa (debido a la carga negativa en los electrones). Por la misma razón, la parte de hidrógeno de la molécula desarrolla una carga parcial positiva. Los iones no se forman, a pesar de que la molécula desarrolla en su interior una carga eléctrica parcial llamada un dipolar. El dipolo de agua está representado por una flecha en la animación en la cual la cabeza de la flecha apunta hacia la parte densa final (negativa) del electrón del dipolo y el otro electrón se ecuentra cerca de la parte delgada final (positiva) al otro lado de la molécula.

Cambios físicos y químicos de la materia

Es toda variación física o química que presenta un material, respecto a un estado inicial y un estado final. Así mediante el cambio se puede establecer las propiedades o características de la materia, antes y después del cambio.

Por ejemplo, al dejar una barra de hierro a la intemperie durante algún tiempo (estado inicial), al termino de éste se observa un polvo rojizo la cubre, llamado oxido o herrumbre (estado final). Inmediatamente surge la pregunta ¿Qué ha ocurrido? Aparentemente ha habido un cambio; ¿Qué es lo que lo ha producido? Sencillamente el oxigeno del aire húmedo, ha oxidado el material el cual presenta características diferentes a las del estado inicial, pues da perdido el color y el brillo característico del metal. ¿Cómo podría catalogarse el cambio ocurrido al objeto en cuestión? Para contestar a esta a esta inquietud se debe estudiar los tipos de cambios que se conocen en la materia; a saber: cambios físicos y cambios químicos.

1. CAMBIOS FÍSICOS

Pueden definirse como aquellos cambios que sufre la materia en su forma, en su volumen o en su estado, sin alterar su composición o naturaleza. Así, si se calienta un bloque de hielo a determinada temperatura, este se licua, es decir, pasa al estado solido al liquido modificando su forma y volumen pero conservando su naturaleza, pues antes del cambio se tenia agua solida y después del cambio se tiene agua liquida; pero si se continua el calentamiento, finalmente se alcanzará la temperatura de ebullición y el agua pasa al estado de vapor conservándose inalterable en todos los casos, la composición de ésta.

2. CAMBIOS QUÍMICOS

Estos conllevan una variación en la composición de la naturaleza de la materia, es decir a partir de una porción de material llamada reactivo, se obtiene un material distinto denominado Producto, por medio de una reacción de una reacción química y en la cual pueden influir diversos factores tales como la luz, presión, u otras sustancias reactivas. La formación del oxido de hierro sobre la barra de metal constituye un caso de cambio químico, puesto que el oxido de hierro (producto) no es el mismo que el hierro puro (reactivo).

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL: Cambios Químicos De La Materia.

A) ASUNTO: experiencia sobre el cambio químico.

B) OBJETIVO: comprender la reacción química como un proceso de cambio que experimenta, a materia.

C) MATERIALES: dos tubos de ensayo, pinza metálica y de madera, mechero, crisol, cintas de magnesio, alambre de cobre, 5g de carbonato de cobre, carbonato de plomo, carbón vegetal, imaginación.

D) DIAGRAMACIÓN:

E) FUNDAMENTO CIENTÍFICO: toda materia está formada por sustancias puras o por mezclas de éstas.

Las sustancias puras están formadas por compuesto y elementos.

Los elementos o cuerpos simples son formas básicas de la materia. Los compuestos o combinaciones, son asociaciones químicas, perfectamente homogéneas, de elementos. Se entiende por homogeneidad, la característica que tienen algunos cuerpos de presentar las mismas propiedades físicas y químicas en todas sus partes.

En las mezclas, las sustancias que interviene se pueden separar por medio de procedimientos físicos o mecánicos, ya que en ellas no se producen manifestación alguna de energía.

En las combinaciones, las sustancias que interviene desprenden o absorben energía, es por ello que los productos resultantes poseen propiedades distintas a las de las sustancias que iniciaron la reacción.

F) PROCEDIMIENTO:

1. Toma una pinza metálica, 5 cm de cinta de magnesio y colócala sobre la llama del mechero de Bunsen. Contesta:

a) cuando el magnesio arde, ¿Cómo es su llama?

b) ¿Qué compuesto produce el magnesio al arder y de que color es?

2. Repite al proceso anterior, aplicándolo esta vez al alambre de cobre, bien limpio. Responde:

a) ¿el alambre de cobre, al calentarse, produce algún compuesto? ¿Por qué?

b) luego de calentar el alambre de cobre ¿Qué aparece?

3. tomando los tubos de ensayo con pinzas de madera, calienta en una de ellos 5 gramos de carbonato de plomo y, en el otro, calienta 5 gramos de carbonato de cobre. Contesta.

a) ¿cambian de color los carbonatos de plomo y de cobre?

b) ¿las sustancias del estado inicial y del estado final del sistema son iguales? ¿Por que?

4. En un mortero, mezcla partes iguales de carbonato de plomo y de carbón vegetal. Vacía la mezcla en un crisol y caliéntalo directamente en el mechero de Bunsen. Contesta:

a) ¿Qué se obtiene al mezclar el carbonato de plomo con el carbón vegetal?

b) ¿los productos de la mezcla y de la reacción tiene las mismas propiedades? ¿Por qué?

c) ¿debido a qué se forman nuevas sustancias?

G) ANÁLISIS EXPERIMENTAL

El magnesio arde con una llama muy brillante y produce una ceniza blanca; en el alambre de cobre y parece una película negra; los carbonatos de plomo y de cobren cambian de color y de la mezcla carbonato de plomo – carbón, se obtiene un botón metálico de plomo.


Los cambios provocados en las sustancias sometidas al calor son permanentes, es decir, dichas sustancias no vuelven a su estado iníciales cuando se les retira de la llama. Se obtiene nuevas sustancias químicas: en la combustión del magnesio, cuando se calienta los carbonatos de plomo y de cobre, y en la mezcla carbonato de plomo- carbón, pues los productos formados presentan colores y aspecto totalmente diferente a las de las sustancias iníciales. Se puede afirmar que estas sustancias han experimentado un cambio o reacción química.


En la descomposición térmica, producida en la reacción de carbonato de cobre, el reactante es este mismo compuesto (polvo de color verde) y los productos formados son: el oxido de cobre (polvo negro) y el dióxido de carbono (gas que escapa del tubo de ensayo). Esta información experimental y las que se pueden lograr en otras reacciones, las encontraremos resumidas en la llamada ecuaciones químicas. Por ejemplo, la ecuación expresa con palabras, para la descomposición térmica del carbonato de cobre es la siguiente:


Cambios químicos en la materia

En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos constantemente con fenómenos físicos y con fenómenos químicos.

Fenómeno físico es aquel que ocurre sin que haya transformación de la materia involucrada. En otras palabras, cuando se conserva la sustancia original. Ejemplos: cualquiera de los cambios de estado de la materia y también acciones como patear una pelota, romper una hoja de papel.

En todos los casos, encontraremos que hasta podría cambiar la forma, como cuando rompemos el papel, pero la sustancia se conserva, seguimos teniendo papel.

Fenómeno químico es aquél que, al ocurrir, tiene como resultado una transformación de materia. En otras palabras, cuando no se conserva la sustancia original. Ejemplos: cuando quemamos un papel, cuando respiramos, y en cualquier reacción química. En todos los casos, encontraremos que las sustancias originales han cambiado, puesto que en estos fenómenos es imposible conservarlas.

Para entender claramente la diferencia entre fenómeno físico y fenómeno químico veremos lo que ocurre en un proceso natural como la fotosíntesis.

Durante el proceso de fotosíntesis

Fenómeno

a- la hoja toma CO2 del aire (también llega el H2O tomada del suelo por la raíz)

Físico

b- el agua se transforma en Hidrógeno y Oxígeno,

Químico

c- el Oxígeno se desprende de la planta y vuelve a la atmósfera

Físico

d- el Hidrógeno reacciona con el Dióxido de Carbono para formar Almidón.

Químico

Ahora veamos qué ocurre en el motor de un auto cuando está en movimiento.

En un auto

Fenómeno

a- se inyecta gasolina en un carburador,

Físico

b- se mezcla con aire,

Físico

c- la mezcla se convierte en vapor,

Físico

d- se quema ( y los productos de la combustión )

Químico

e- se expanden en el cilindro

Físico

Reacciones químicas

Un clavo se oxida con el aire: reacción química.

Por experiencia, sabemos que un trozo de hierro se oxidará si lo dejamos a la intemperie, y lo sabemos aunque no poseamos conocimientos de química.

Lo que ocurre es una reacción química en la cual el hierro se combina con el oxígeno presente en el aire para formar una sustancia distinta a las originales, un óxido de hierro.

El origen de una nueva sustancia, como el óxido de hierro en nuestro ejemplo, significa que ha ocurrido un reordenamiento de los electrones dentro de los átomos, y se han creado nuevos enlaces químicos. Estos enlaces químicos determinarán las propiedades de la nueva sustancia.

La mayoría de los cambios químicos son irreversibles. Al quemar un trozo de madera ya no podremos volver a obtenerlo a partir de las sustancias en que se ha convertido: cenizas y gases.

Sin embargo, hay otros cambios químicos en que la adición de otra sustancia provoca la obtención de la sustancia original y en ese caso se trata de un cambio químico reversible. Así, pues, para producir un cambio químico reversible hay que provocar otro cambio químico.

Todo cambio químico involucra una reacción entre diferentes sustancias produciendo la formación de sustancias nuevas.

Entonces, una reacción química es un proceso en que una o más sustancias se transforman en otra u otras sustancias de diferente naturaleza.

Las reacciones químicas se manifiestan en alguna de estas formas:

  • emisión de gases

  • efervescencia

  • cambios de color

  • emisión de luz

  • elevación de la temperatura

  • formación de nuevas sustancias.

La respiración y la digestión de los alimentos constituyen ejemplos importantes de reacciones químicas; por eso se dice que el cuerpo humano es como un laboratorio químico.

El estudio metódico de las reacciones químicas ha permitido a los científicos transformar los productos naturales y obtener toda clase de sustancias, tales como: fibras sintéticas, plásticos, insecticidas y detergentes, todo ello tan útil en nuestra vida diaria.

Manifestaciones de una reacción química.

Fenómenos Químico

Es aquel que provoca modificaciones sustanciales en la materia de los cuerpos que intervienen, cambiando sus propiedades físicas y químicas.

Por ejemplo cuando se calienta una cinta de magnesio se obtiene un resultado diferente al del calentamiento del alambre de platino. La cinta se inflama emitiendo una intensa luz blanco-azulada, el magnesio se desmorona dando un polvo blanco que posee distintas propiedades físicas que la sustancia original: solubilidad, punto de fusión, punto de ebullición, densidad, color, etc.

También sus propiedades químicas son totalmente diferentes a las del magnesio.

Un análisis muestra que el polvo blanco tiene 60% en peso de magnesio y 40% en peso de oxígeno, es una sustancia diferente al magnesio.

Los fenómenos químicos también poseen dos características importantes:

1.- se producen cambios en la composición química de la materia que pueden apreciarse fácilmente en casos extremos en los que la diferencia es evidente (fenómenos irreversibles). Los casos de fenómenos reversibles, no son extremos porque siempre quedará parte de la materia inicial sin reaccionar. A + B ⇔ C + D

2.- no pueden repetirse con la misma porción de materia.

La química y la física prestan actualmente atención especial no solo a las modificaciones que experimenta la materia sino también a las transformaciones cualitativas y cuantitativas de la energía asociada a dichos fenómenos. Bajo este aspecto energético se puede también diferenciar los fenómenos físicos de los químicos. Con raras excepciones, los cambios químicos desprenden o absorben mucho más energía que los cambios físicos.

Por ejemplo: la formación química de un gramo de agua líquida a partir de los gases oxígeno e hidrógeno, desprende 47 veces más energía que cuando se forma físicamente 1 gramo de hielo por congelación de agua.

Tabla periodica de elementos quimicos

El inventor de la tabla periódica fue Dimitri Ivánovich Mendeléyev.

La tabla periódica nos ayuda a clasificar, organizar y distribuir de forma correcta todos loselementos químicos, de acuerdo a sus propiedades y características, la funciona principal que tiene es la de establecer un orden especifico agrupando los elementos.

Grupo de la tabla periódica

A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí. Por ejemplo, los elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su último nivel de energía) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son todos extremadamente no reactivos.

Esta es la actualización de la tabla periódica de los elementos químicos, que les servirá para trabajos, tareas, investigaciones o estudios, espero que les sea de mucha utilidad!

Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988,2 los grupos de la tabla periódica son:

  • Grupo 1 (I A): los metales alcalinos

  • Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos

  • Grupo 3 (III B): Familia del Escandio

  • Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio

  • Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio

  • Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo

  • Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso

  • Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro

  • Grupo 9 (IX B): Familia del Cobalto

  • Grupo 10 (X B): Familia del Níquel

  • Grupo 11 (I B): Familia del Cobre

  • Grupo 12 (II B): Familia del Zinc

  • Grupo 13 (III A): los térreos

  • Grupo 14 (IV A): los carbonoideos

  • Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos

  • Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos

  • Grupo 17 (VII A): los halógenos

  • Grupo 18 (VIII A): los gases nobles

Períodos de la tabla periódica

Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. Contrario a como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares: todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica. El primer período solo tiene dos miembros: hidrógeno y helio; ambos tienen sólo el orbital 1s.

La tabla periódica consta de 7 períodos:

Período 1

Un elemento del periodo 1 es uno de los elementos químicos de la primera de siete filas (o períodos) de la tabla periódica de los elementos químicos. El número del período indica el número del nivel de energía principal que los electrones comienzan a llenar. El primer período solo llena el primer nivel de energía (1s) y contiene menos elementos que cualquier otra fila de la tabla, sólo dos: el hidrógeno y el helio. Estos elementos se agrupan en la primera fila en virtud de propiedades que comparten entre sí.

Período 2

Un elemento del periodo 2 es uno de los elementos químicos de la segunda fila (o periodo) de la tabla periódica de los elementos químicos. La tabla periódica está compuesta en hileras para ilustrar tendencias recurrentes (periódicas) en el comportamiento químico de los elementos a medida que aumenta el número atómico: se comienza una hilera nueva cuando el comportamiento químico vuelve a repetirse, lo que significa que los elementos de comportamiento similar se encuentran en las mismas columnas verticales. El segundo período contiene más elementos que la hilera anterior, con ocho elementos: Litio, Berilio, Boro, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno, Flúor y Neón.

Período 3

Un elemento del periodo 3 es aquel elemento químico en la tercera fila (o periodo) de la tabla periódica.

Período 4

Un elemento del periodo 4 es aquel elemento químico en la cuarta fila (o periodo) de la tabla periódica.

Período 5

Un elemento del periodo 5 es aquel elemento químico en la quinta fila (o periodo) de la tabla periódica.

Período 6

Un elemento del periodo 6 es aquel elemento químico en la sexta fila (o periodo) de la tabla periódica, incluidos los lantánidos.

Período 7

Un elemento del periodo 7 es aquel elemento químico en la séptima fila (o periodo) de la tabla periódica, incluidos los actínidos. La mayoría de los elementos pertenecientes a este período son muy inestables, muchos de ellos radiactivos.

Bloques de la tabla periódica

La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los electrones más externos.

Los bloques o regiones se denominan según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.

Bloque s

Los elementos del bloque s (por tener sus electrones de valencia en el orbital s) son aquellos situados en los grupos 1 y 2 de la tabla periódica de los elementos. En estos elementos el nivel energético más externo corresponde a orbitales s

Bloque p

Los elementos del bloque p (por tener sus electrones de valencia en el orbital p) son aquellos situados en los grupos 13 a 18 de la tabla periódica de los elementos. En estos elementos el nivel energético más externo corresponde a orbitales p. La configuración electrónica externa de estos elementos es: ns²npx (x=1 a 6, siendo 1 para el primer grupo, 2 para el segundo, etc.)

Bloque d

Los elementos del bloque d (por tener electrones en el orbital d) son aquellos situados en los grupos 3 a 12 de la tabla periódica de los elementos. En estos elementos el nivel energético más externo corresponde a orbitales d.

Bloque f

Los elementos del bloque f (por tener sus electrones de valencia en el orbital f) son dos series, una comenzando a partir del elemento lantano y la otra a partir del actinio, y por eso a los elementos de estas series se les llama lantánidos y actínidos. Aunque en la tabla periódica de los elementos tendrían que estar después de esos dos elementos, se suelen representar separados del resto. También se conocen los Lantánidos como tierras raras.

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