Los elementos químicos y la tabla periódica

... por debajo del boro, es el tercer elemento más abundante enla naturaleza y forma la bauxita, un mineral del cual se extrae el aluminio metálico (figura 2-14).
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Fig. 2-12. Metales de los grupos 1 y 2

Grupos destacados de la tabla Te proponemos un recorrido por la tabla periódica y que te familiarices con las propiedades y las aplicaciones de los elementos de cada grupo. No es necesario que los sepas de memoria, pero si es importante que comprendas el valor que tiene la tabla periódica para organizar la información. Es probable que muchos elementos te resulten conocidos, pero otros que forman parte de la vida diaria pueden ser totalmente nuevos para vos. Comencemos por los grupos 1y 2 (figura 2-12). Los elementos del grupo 1 son llamados metales alcalinos. No se encuentran libres en la naturaleza, son metales blandos, blanco-plateadosy brillantes. Son tan blandos que pueden cortarse con un cuchillo. En el laboratorio se los suele guardar sumergidos en aceite para evitar que reaccionen con el agua o con el oxigeno del aire (figura 2-13A). Aunque los metales alcalinos tienen pocos usos conocidos, a diario utilizás alguna de las sustancias que los contienen, como el cloruro de sodio o sal común para sazonar los alimentos. Los metales del grupo 2 o metales alcalino-térreos, al igual que los metales alcalinos, no se encuentran libres en la naturaleza. Dos de estos metales, el calcio y el magnesio, son de suma importancia en la industria y para la salud de las personas. El magnesio (figura 2-13B) forma aleaciones muy livianas con el aluminio que se emplean en la fabricación de aviones y también en los fuegos artificiales. Por otra parte, el calcio es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre, forma minerales como el mármol y la caliza. El calcio también es importante para que tus dientes y tus huesos estén saludables.

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Los metales de transición

Fig. 2-13. Sodio metálico en querosen (A) y limaduras de magnesio (E).

Los metales de transición se encuentran ubicados en los grupos 2 al 12. Como leíste en la primera página de este capítulo, muchos de estos elementos forman parte de los pigmentos utilizados por los pintores impresionistas. Los nombres de estos metales son muy conocidos, especialmente por sus usos y aplicaciones: estaiio, hierro, níquel, mercurio, cinc, oro, plata, etc. Por ejemplo, el oro y la plata se emplean en orfebrería; el cinc, el níquel y el hierro, en construcciones, como edificios y puentes; el estaño, en soldaduras. El mercurio es un caso especial, ya que es el único metal que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente.

El paso de los metales a los no metales Fig. 2-14. Lingoteaaora de aiumitii

8. El mercurio es líquido a ternpemtums superiores a -38.8 "C.

¿Cómo se relaciona esto con el uso del mercurio en la fabricación de termómetros?

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A medida que avanzamos hacia la derecha en la tabla periódica nos encontramos con los elementos no metálicos, sin embargo, como ya estudiaste, entre los metales y los no metales se encuentran los metaloides. Estos son cuatro grupos que llevan el nombre de familia del primer elemento del grupo. Por ejemplo, el grupo 13 es llamado familia del boro. El boro no se encuentra libre en la naturaleza; el compuesto de mayor importancia industrial es el bórax, que se emplea en la fabricación de fibras de vidrio. Por otra parte, el aluminio, que se ubica por debajo del boro, es el tercer elemento más abundante enla naturaleza y forma la bauxita, un mineral del cual se extrae el aluminio metálico (figura 2-14).

La familia del carbono

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Los elementos del upmuo 14 constituyen la familia del carbono. Este grupo comienza con un no metal, el carbono, sigue con elsilicio y elgermanio, dos metaloides, y termina con dos metales, el estaño y el -plomo. De todos estos elementos, el carbono es muy especial. ¿Sabías que hay unarama de la química que se dedica a estudiar especialmentelos compuestos del carbono? Muchas de las moléculas que tienen carbono son la base de la química de los seres vivos. Se encuentra presente en una gran cantidad de compuestos, jalgo así como cinco millones! Los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos lo contienen. También está en los componentes del petróleo, como las naftas (figura 2-15) y los lubricantes. El silicio es el segundo elemento más abundante en la naturaleza y se emplea en aleaciones. Se usa también en electrónica como material básico para la fabricación de chips. El silicio es un elemento fundamental en numerosas industrias, por ejemplo, el dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos. Por otra parte, ¿escuchastehablar de las naftas libres de plomo? El plomo solía ser un componente de las naftas y también de las pinturas de casas. Dejó de utilizarse debido a su alta toxicidad, ya que su acumulación en el ser humano provoca graves trastornos a la salud. Se sabe, por datos arqueológicos, que este metal era empleado por los pueblos antiguos en orfebrería y en cañerías de agua. Por ejemplo, Pompeya, una ciudad del sur de Italia que quedó enterrada en el año 79 bajo un manto de cenizas despedidas por el volcánVesubio y se conservó intacta 1.700 anos, contaba con un sistema de cañerías fabricadas con plomo que abastecía de agua de río a sus habitantes. ~

Fig. 2-15. Lar nafta5 están constituidas por hidrocarburos, compuestos que contienen carbono e hidrógeno.

La familia del nitrógeno Si mirás el grupo 15 de la tabla periódica y leés los nombres de los elementos, vas a darte cuenta de que algunos son muy famosos. Por ejemplo, el nitrógeno es el gas más abundante en la atmósfera y da nombre a esta familia (familia del nitrógeno), y sus compuestos son materia prima en la fabricación de fertilizantes (figura 2-16) y explosivos. El fósforo es muy conocido, aunque quizás no te diste cuenta de que lo empleás a diario para encender la hornalla de la cocina. El arsénico es un poderoso veneno que ya empleaban los antiguos romanos, y el bismuto, un regulador, que probablemente alguna vez ingeriste, de las disfünciones intestinales.

La familia del oxígeno ¿Pensaste alguna vez qué sena de los seres vivos si no hubiese oxígeno? El oxígeno (primero del grnpo 16, o famiiia del oxígeno) es un elemento vital, es un gas formado por dos átomos (03que se encuentra en la atmósfera, y la vida en la Tierra depende de él. Por una parte, las plantas lo producen en el proceso de fotosíntesis y la mayoría de los seres vivos lo emplean para metabolizar glúcidos y obtener energía. Por otra parte, el oxígeno forma otro gas, el ozono (O3), cuya presencia en la atmósfera protege la Tierra de la radiación ultravioletaprocedente del Sol. Los otros elementos del grupo, azufre, selenioy telurio, son sólidos a temperatura ambiente

Fig. 2-16. Los fertilizantes se fabrican con amoníaco, un compuesto que contiene nitrógeno.

Los halógenos Los elementos del grupo 17 son llamadoshalógenos. El nombre de halógenos deriva del griego hals, "sal: ygenes, "rigen: y significa "formador de sales? Las sales de halógenos más conocidas son las que contienen sodio, como el clornro de sodio (figura 2-17) o sal común, o el fluoruro de sodio, que, disuelto en agua, se emplea para prevenir las caries. Por otra parte, el cloro se aplica como agente blanqueador en la industria del papel, como bactericida para potabilizar el agua y en las industrias de colorantes, medicamentos y desinfectantes. Los compuestos de bromo se utilizan en medicina y en las placas fotográficas. El yodo es fundamental para el metabolismo humano y se emplea como antiséptico en caso de heridas. Por Ultimo, el astato, que es un elemento radiactivo, lo estudiaremos en la siguiente página.

Los gases nobles Los gases nobles no lievan ese nombre por tener algo que ver conlanobleza,sino porque, como dijimos enlapágina 30, no son reactivos, es decir que no forman compuestos con otros átomos, por esta razón sonilamadostambién gases inertes. Todos los gases nobles se encuentran en la atmósfera:helio, neón, argón, criptón, xenón y radón. Como son muy escasos, los científicos tardaron mucho en descubrirlos, lo hicieron recién treinta años después que Mendeleievpropusiera su tabla periódica. Algunos usos son muy comunes, jviste los globos que flotan atados de una cuerda o los dirigibles?Están llenos con helio (figura 2-18).

Fig. 2-17. Cristales de halita, una sal de cloro y sodio.

Estos elementos gaseosos lucen colores característicos y se los utiliza para rellenar tubos luminosos; por ejemplo, el neón produce un color naranja y el argón, un azul claro.

Las tierras raras Como te habrás dado cuenta, ya terminamos de describirlos grupos de la tabla periódica, ahora nos dedicaremos a esas hileras de elementos que están ubicados en la parte inferior de la tabla. Se separan para que la tabla no sea tan larga. Una hilera comienza con el lantano (La), por lo que todos los elementos de la hilera forman la serie de los lantánidos. La siguiente hilera comienza con el actinio (Ac), por lo que la serie toma el nombre de actinidos. Estos elementos forman parte de los periodos 6 y 7 y son denominados elementos de transicióninterna o tierras raras. iYpor qué sonllamadostierras raras! "Tierras'; porque antiguamente a los óxidos se los limaba de este modo y como estos elementos forman una mezcla de óxidos, de ahí su nombre; y "raras"... bien podríamos pensar que se trata de elementos poco abundantes en la naturaleza, sin embargo, no es así. Algunos son más abundantes que el plomo, el oro o el platino. Lo cierto es que como estos elementos son muy difídes de separar de sus minerales, antiguamente era raro que se los utilizara. Hoy se emplean los lantánidos en la industria de las aleaciones por ser metales blandos y maleables, con mucho brillo y conductividad. Por otra parte, los actínidos son radiactivos. A excepción de los tres primeros, todos los demás fueron fabricados en el laboratorio. El actínido más conocido es el uranio empleado en los reactores nucleares de las centrales generadoras de electricidad.