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.
|
|
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).
|
|
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).
|
|
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.
|
|
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.
|
|
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).
|
|
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.
.
|
|
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.
|
|
.
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.
|
|
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.
|
|
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.
|
|
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.
|
|
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.
|
|
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.
|
|
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.
|
No hay comentarios:
Publicar un comentario