7 de agosto de 2008

Ciencias: Capítulo 7: Elementos Químicos

Capítulo 7:

 

Elementos Químicos

 

Un elemento es una sustancia que no puede descomponerse en sustancias más simples, y está compuesta por una sola clase de átomos.

La mayoría de los elementos están combinados y los que no lo están son tan sólo una pequeña parte de la materia que hay. El elemento más abundante en el universo es el hidrógeno. Hoy en día se conocen 112 elementos de los cuales 92 que van desde el hidrógeno hasta el uranio están en estado natural, el resto son producidos en laboratorios.

 

Nombres y símbolos de los elementos: los nombres fueron asignados por diferentes razones:

  • Palabras griegas, latinas o alemanas.
  • Lugar dónde fueron descubiertos.
  • Nombre de algún científico famoso.

Por ser los nombres diferentes en cada idioma se creó un sistema de abreviaturas llamados símbolos.

El científico J. J. Berzelius usando letras del alfabeto latino creó el actual sistema de símbolos para lo que usó del nombre en mayúscula del elemento como su símbolo, al haber letras que se repiten deja los más abundantes con una letra y a los que se repiten les puso la segunda letra del nombre en minúscula después de la primera en mayúscula. Ej: C (carbono), Ca (calcio), Cl (cloro)…

Cuando los elementos tiene las dos primeras letras iguales en vez de la segunda letra se el pone la tercera o cuarta y así. Es importante saberse los símbolos más comunes pues es el idioma universal de los químicos.

 

Tabla Periódica

 

·        Científicos que participaron en su creación:

1.      Mendeleiev: en 1869 presentó la primera versión de su tabla la cual fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos, esta tabla contenía 63 elementos. Aunque al hacer esta tabla tuvo que dejar varios espacios vacíos.

2.     Döbereiner: en 1817 hizo un informe  de la relación entre la masa de algunos elementos y sus propiedades. Agrupó algunos elementos con similitudes en tríos que el llamo triadas en las cuales la masa de uno de los tres elementos es intermedia entre los otros dos. En 1850 ya había hecho 20 triadas.

3.     Chancourtois y Newlands: el primero demostró cierta periodicidad entre los elementos de la tabla. En 1864 los dos anuncian la ley de las octavas (las propiedades se repiten cada 8 elementos) pero esta ley no puede aplicarse mas allá del calcio.

4.     Meyer: puso en evidencia cierta periodicidad en el volumen atómico en 1869, los elementos tienen un volumen similar en relación con otros elementos.

 

·        Criterios que se han empleado para organizar los elementos:

1.      Comportamiento químico

2.     Número atómico

3.     Masa atómica

4.     Propiedades físicas

5.     Propiedades químicas

6.     Estructura electrónica

 

·        Forma de organizar los elementos: los elementos están organizados en grupos o familias, períodos, metales, no metales, metaloides y gases nobles.

 

·        Arreglo de Gil Chavarri: está basado en la estructura electrónica de cada átomo a la vez que separa metales, no metales y gases nobles. Conserva los grupos y los períodos. Divide la tabla en tres bloques: elementos representativos, elementos de transición y elementos tierras raras.

 

Los elementos fueron acomodados para que sus propiedades y su comportamiento sean fáciles de recordar.

 

Organización en metales y no metales: los metales se separan de los no metales por medio de una línea en forma de escalera, a su izquierda se encuentras los elementos metálicos y a la derecha los no metálicos. Los elementos cercanos a esta línea se le llaman metaloides y al final de cada período están los gases nobles.

 

Metales: la mayoría de los elementos son metales y son usados para construir cosas de uso común, sus características son:

  • Son sólidos (el mercurio es el único metal líquido)
  • Son brillantes y plateados o grisáceos menos el cobre y el oro que brillan pero son de otro color
  • Son buenos conductores del calor y electricidad
  • Son dúctiles (se pueden estirar hasta formar cables delgados)
  • Son maleables (se pueden convertir en láminas delgadas)

 

No metales: sus propiedades son muy variables, pero todos tienen en común el hecho de que no tienen las propiedades de los metales:

  • No tienen brillo
  • Tienen puntos de fusión y densidad muy bajos
  • No conducen bien el calor ni la electricidad
  • A temperatura ambiente son sólidos: C, P, S, Se, I. Líquidos: Br. Gases el resto
  • Tienen colores muy variados

La última columna de elementos son los gases nobles o inertes; son poco activos lo que los hace útiles para algunas cosas específicas.

 

Metaloides: están en la región intermedia entre los metales y los no metales por lo que en general sus propiedades son de carácter intermedio: son semiconductores de electricidad… se usan para fabricar chips, transistores y celdas solares eléctricas (estos aparatos requieren de Si puro, por lo que no puede haber más que una impureza por mil millones de Si). El Si es el metaloide más abundante, en suelos, arcilla, en arena como silicatos (compuestos de Si, O y otros metales).

 

Los átomos se unen para formar compuestos y la capacidad de combinación  se le llama número de oxidación, que es el número de electrones que gana pierde o comparte un átomo al darse una reacción.

 

Elementos Químicos en Costa Rica

 

  • Au y Ag: en los montes del Aguacate en Abangares y Tilarán.
  • Al: usado para fabricar automóviles, cosas de cocina, y otros objetos. Es ligero y no se oxida fácilmente. Pérez Zeledón.
  • Pb y Zn: se encontró en la mina “los Llanos de Limón”.
  • Cu: rojizo, conduce electricidad y calor.
  • Fe: metal magnético, usos forjados, fundidos, y medicina (anemia).
  • S: no metal, amarillo y muy usado, extraído de volcanes y ríos o junto a ellos y cañones. Ácido sulfúrico, sulfito, sulfato, dióxido de S, hacer fósforos, caucho vulcanizado, polvorines…

 

Oligoelementos

 

Los oligoelementos son micronutrientes indispensables para el desarrollo de procesos biológicos.

Nuestro cuerpo está 65% hecho de agua, y por los 4 elementos básicos (C, H, O, N). estos compuestos forman casi el 99.3% de los átomos del cuerpo humano y estos elementos son esenciales para las actividades biológicas (transmisión nerviosa, producción de vitaminas. Hasta hoy en día se ha demostrado la existencia de 21 elementos esenciales que se dividen en 2 grupos:

  • Macrominerales: los que se ocupan en mas cantidad (K, Mg, Na, Ca, P, S, Cl)
  • Elementos Traza: están en cantidades pequeñas (Fe, As, Mn, Co, Cu, molibdeno, vanadio, Zn, Ni, Cr, F, Si, Se y I)

Hay minerales captados por el cuerpo en cantidades insignificante, no se sabe si son o no necesarios.

Los oligoelementos son absorbidos en varias partes del sistema digestivo y son indispensables en procesos fisiológicos: catalizan reacciones, intervienen en síntesis de vitaminas, mantienen el equilibrio ácido/base en las células y fluidos…