domingo, 14 de julio de 2013

Propiedades físicas y químicas de los grupos de la tabla periódica

Grupo
Propiedades físicas


Propiedades químicas

(I A): los metales alcalinos

Son metales de baja densidad y flotan en agua
Conducen electricidad
Son blandos.

Reaccionan con un no metal, mayormente con los halógenos 
Pierden un electrón para formar un catión.
Son los metales más reactivos, y por esa razón siempre se encuentran en sus compuestos.

(II A): los metales alcalinotérreos.


Los metales alcalinotérreos presentan carácter metálico, intenso brillo y buena conductividad. Son más duros que los alcalinos pero, al igual que éstos, pueden ser cortados con un cuchillo. Sus puntos de fusión son más elevados que los puntos de fusión de los metales alcalinos.

Los metales alcalinotérreos son poderosos agentes reductores. El berilio presenta propiedades químicas lógicamente diferentes a las de los demás elementos del grupo, forma compuestos predominantemente covalente. Los restantes metales alcalinotérreos forman compuestos iónicos, a excepción del magnesio, que tiende a formar también compuestos covalentes.

(III B): familia del Escandio
El estado del escandio en su forma natural es sólido. El escandio es un elemento químico de aspecto blanco plateado y pertenece al grupo de los metales de transición.

Propiedades de este tipo de metales, entre los que se encuentra el escandio son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor.


(IV B): familia del Titanio



Al estar compactos son pasivos, casi inatacables por cualquier agente atmosférico.
Su aspecto es plateado.


Estos metales son bastante reactivos (sobre todo cuando están en forma de esponja porosa, de gran superficie específica, son pirofóricos; esto es, al exponerse a la acción del aire se vuelven rojos e inflaman espontáneamente).



(V B): familia del Vanadio

Es un metal suave, de color gris plateado y de transición dúctil. La formación de una capa de óxido del metal estabiliza al elemento contra la oxidación.
Este metal de transición presenta una alta resistencia a las bases, al ácido sulfúrico (H2SO4) y al ácido clorhídrico (HCl).


(VI B): familia del Cromo


El cromo es un metal de transición duro, frágil, gris acerado y brillante. Es muy resistente frente a la corrosión.


Su estado de oxidación más alto es el +6, aunque estos compuestos son muy oxidantes. Los estados de oxidación +4 y +5 son poco frecuentes, mientras que los estados más estables son +2 y +3. También es posible obtener compuestos en los que el cromo presente estados de oxidación más bajos, pero son bastante raros.

(VII B): familia del Manganeso













El manganeso es un metal de transición blanco grisáceo, parecido al hierro. Es un metal duro y muy frágil, refractario y fácilmente oxidable. El manganeso metal puede ser ferromagnético, pero sólo después de sufrir un tratamiento especial.


Sus estados de oxidación más comunes son 2+, 3+, 4+, 6+ y +7, aunque se han encontrado compuestos con todos los números de oxidación desde 1+ a 7+; los compuestos en los que el manganeso presenta estado de oxidación 7+ son agentes oxidantes muy enérgicos. Dentro de los sistemas biológicos, el catión Mn2+ compite frecuentemente con el Mg2+. Se emplea sobre todo aleado con hierro en aceros y en otras aleaciones.


(VIII B): familia del Hierro


























Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente duro y denso.





















Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.
Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón (energía necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón); por lo tanto, el núcleo más estable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).





(IX B): familia del Cobalto



El cobalto es un metal duro, es ferromagnético, de color blanco azulado. Su temperatura de Curie es de 1388 K. Normalmente se encuentra junto con níquel, y ambos suelen formar parte de los meteoritos de hierro.



Es un elemento químico esencial para los mamíferos en pequeñas cantidades. El Co-60, un radioisótopo de cobalto, es un importante trazador y agente en el tratamiento del cáncer.
El cobalto metálico está comúnmente constituido de una mezcla de dos formas alotrópicas con estructura cristalina hexagonal y cúbica centrada en las caras siendo la temperatura de transición entre ambas de 722 K.

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(X B): familia del Níquel





Es un metal de transición de color blanco plateado con un ligero toque dorado, pobre conductor de la electricidad y del calor, muy dúctil y maleable por lo que se puede laminar, pulir y forjar fácilmente, y presentando ferromagnetismo a temperatura ambiente. Es otro de los metales altamente densos como el hierro e iridio. 





El níquel es aleado con hierro para proporcionar tenacidad y resistencia a la corrosión, en los aceros austeníticos el níquel es esencial puesto que al ser un metal gammágeno estabiliza la austenita. Es resistente a la corrosión y se suele utilizar como recubrimiento, mediante electrodeposición. El metal y alguna de sus aleaciones, como la aleación Monel, se utilizan para manejar el flúor y algunos fluoruros debido a que reacciona con dificultad con estos productos. Reacciona con dificultad en medios agresivos y se considera resistente a la corrosión; no sufre el llamado efecto "galleo" el cual sí padece el cobre, por ejemplo. Su estado de oxidación más normal es +2. Puede presentar otros, se han observado estados de oxidación 0, +1 y +3 en complejos, pero son muy poco característicos.






(I B): familia del Cobre

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El cobre posee varias propiedades físicas que propician su uso industrial en múltiples aplicaciones, siendo el tercer metal, después del hierro y del aluminio, más consumido en el mundo. Es de color rojizo y de brillo metálico y, después de la plata, es el elemento con mayor conductividad eléctrica y térmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio accesible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas y es resistente a la corrosión y oxidación.
En la mayoría de sus compuestos, el cobre presenta estados de oxidación bajos, siendo el más común el +2, aunque también hay algunos con estado de oxidación +1.
Expuesto al aire, el color rojo salmón, inicial se torna rojo violeta por la formación de óxido cuproso (Cu2O) para ennegrecerse posteriormente por la formación de óxido cúprico (CuO).45 La coloración azul del Cu+2 se debe a la formación del ion [Cu (OH2)6]+2.46
Expuesto largo tiempo al aire húmedo, forma una capa adherente e impermeable de carbonato básico (carbonato cúprico) de color verde y venenoso.47 También pueden formarse pátinas de cardenillo, una mezcla venenosa de acetatos de cobre de color verdoso o azulado que se forma cuando los óxidos de cobre reaccionan con ácido acético,48 que es el responsable del sabor del vinagre y se produce en procesos de fermentación acética.

(II B): familia del Zinc

El cinc es un metal o mineral, a veces clasificado como metal de transición aunque estrictamente no lo sea, ya que tanto el metal como su especie dispositiva presentan el conjunto orbital completo. Este elemento presenta cierto parecido con el magnesio, y con el cadmio de su grupo, pero del mercurio se aparta mucho por las singulares propiedades físicas y químicas de éste.


Es un metal de color blanco azulado que arde en aire con llama verde azulada. El aire seco no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capa superficial de óxido o carbonato básico que aísla al metal y lo protege de la corrosión. Prácticamente el único estado de oxidación que presenta es el +2. En el año 2004 se publicó en la revista Science el primer y único compuesto conocido de cinc en estado de oxidación +1, basado en un complejo organometálico con el ligando pentametilciclopentadieno. Reacciona con ácidos no oxidantes pasando al estado de oxidación +2 y liberando hidrógeno y puede disolverse en bases y ácido acético.
El metal presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frío que disminuye en caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100 °C. No se puede endurecer por acritud y presenta el fenómeno de fluencia a temperatura ambiente —al contrario que la mayoría de los metales y aleaciones— y pequeñas cargas el más importante.



Grupo 13 (III A): los térreos

Son sólidos, Tienen brillo
Son reactivos y Conducen la electricidad.

El carácter metálico o electropositivo de los elementos de este grupo es bastante menor que el de los metales alcalinos y alcalinotérreos, lo que se pone de manifiesto por su menor reactividad, debida a sus elevadas energías de ionización. Los átomos de estos elementos tienen gran tendencia a oxidarse y son muy reactivos, predominando el estado de oxidación +3. Presentan propiedades muy similares al aluminio. Dan lugar a iones incoloros.

 (IV A): los carbonoideos

Al bajar en el grupo, estos elementos van teniendo características cada vez más metálicas: el carbono es un no metal, el silicio y el germanio son semimetales, y el estaño y el plomo son metales.


Forman óxidos ácidos como el monóxido y dióxido de carbono. La configuración electrónica de estos elementos en su capa de valencia es ns2np2, es decir, poseen un orbital p vacío debido a lo cual, la energía de promoción de uno de los electrones del orbital s al p es mínima, ya que la promoción se realiza dentro del mismo nivel cuántico; por todo ello, en sus combinaciones estos elementos presentan tetra covalencia.


 (V A): los nitrogenoideos

A temperatura ambiente, es un gas incoloro, inodoro e insípido, no combustible, diamagnético. Es más ligero que el aire. A 0ºC se disuelven en agua 0,023 volúmenes/% de nitrógeno; la solubilidad del O 2 es el doble y, por consiguiente, la presión parcial del oxígeno en el agua es superior a la del nitrógeno, lo que es esencial para los seres vivos acuáticos.

El nitrógeno es un gas incoloro, el resto de los elementos del grupo son sólidos.
Únicamente forman el 0,35 % de la masa de la corteza terrestre. A veces se
presentan nativos pero más habitual es encontrarlos como óxidos o sulfuros. A alta temperatura son muy reactivos y suelen formarse enlaces covalentes entre el N y el P y enlaces iónicos entre Sb y Bi y otros elementos. El nitrógeno reacciona con O2 y H2 a altas temperaturas. A alta temperatura son muy reactivos. Suelen formar enlaces covalentes entre el N y el P y enlaces iónicos entre Sb y Bi. Debido a su configuración electrónica, estos elementos no tienden a formar compuestos iónicos, más bien forman enlaces covalentes.
El carácter metálico aumenta considerablemente conforme se desciende en el grupo, siendo el nitrógeno y el fósforo no-metales, el arsénico y el antimonio semimetales y el bismuto un metal.
(VI A): los calcógenos o anfígenos

El oxígeno es el elemento más abundante de la tierra (50,5% en peso de la corteza). Los demás son menos frecuentes. El polonio es muy raro, siendo un producto intermedio de corta vida media en las series de desintegración, su porcentaje es de 2,1x10-14. Los minerales son óxidos, sulfuros y sulfatos y también se encuentran en estado nativo.
El oxígeno se extrae del aire y el resto por reducción de los óxidos o nativos. El selenio y teluro se obtienen como subproductos de los barros de las cámaras de plomo o de los barros anódicos. El polonio se obtiene bombardeando bismuto con neutrones.
El oxígeno y azufre son no metales, mientras que el carácter metálico aumenta del selenio al polonio. El oxígeno es un gas diatónico y el polonio un metal pesado. Presentan modificaciones, excepto polonio, algunas de selenio y teluro son metálicas.



La configuración electrónica presenta seis electrones de valencia: 2 electrones s y 4 electrones p. Al crecer el número atómico disminuye la tendencia de los electrones a participar en la formación de enlaces. Los estados de oxidación más usuales son -2, +2, +4 y +6, los dos últimos debido a la presencia de orbitales d a partir del azufre.

(VII A): los halógenos

En estado natural se encuentran como moléculas diatómicas químicamente activas [X2].

Son elementos no metales que tienden a formar iones negativos (F-, Cl-, B- y I-).Al contrario de metales, estos elementos tienden a capturar electrones. Se destacan el flúor, que es importante para conservar la dentadura, etc.
 Para llenar por completo su último nivel energético (s2p5) necesitan un electrón más, por lo que tienen tendencia a formar unión mononegativo, X-. Este ion se denomina haluro; las sales que lo contienen se conocen como haluros. Poseen una electronegatividad ≥ 2,5 según la escala de Pauling, presentando el flúor la mayor electronegatividad, y disminuyendo ésta al bajar en el grupo. Son elementos oxidantes (disminuyendo esta característica al bajar en el grupo), y el flúor es capaz de llevar a la mayor parte de los elementos al mayor estado de oxidación.


(VIII A): los gases nobles

Los gases nobles cuentan con fuerzas intermoleculares muy débiles y, por lo tanto, tienen puntos de fusión y de ebullición muy bajos. Todos ellos son gases monoatómicos bajo condiciones estándar, incluyendo aquellos que tienen masas atómicas mayores que algunos elementos que se encuentran normalmente en estado sólido.

Los gases nobles son incoloros, inodoros, insípidos y no inflamables en condiciones normales.

Los gases nobles tienen capas llenas de electrones de valencia. Los electrones de valencia son los electrones que se encuentran más al exterior de los átomos y normalmente son los únicos que participan en los enlaces químicos. Los átomos con capas de valencia llenas de electrones son extremadamente estables y por tanto no tienden a formar enlaces químicos y tienen poca tendencia a ganar o perder electrones.

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