Los Elementos y la Tabla Periódica

Transcripción

1 Los Elementos y la Tabla Periódica

2 El estudio de los elementos Los elementos son las unidades básicas de las que está compuesta la materia. Son sustancias primarias que forman la materia. No se pueden romper en sustancias más simples. Existen diferentes tipos de elementos. Hasta la fecha se han identificado 115 elementos diferentes de los cuales 90 se encuentran en forma natural y el resto se obtuvieron por procesos nucleares. El 90% del cuerpo humano está compuesto únicamente por tres elementos: carbono, hidrógeno y oxígeno.

3 Alotropía Alótropos Es la capacidad de un mismo elemento químico de formar sustancias simples con características físicas diferentes. Oxígeno O Ozono O 2 3

4 ALÓTROPOS Son formas del mismo elemento en el mismo estado físico que presentan estructuras y propiedades diferentes.

5 El grafito está formado únicamente por átomos de carbono

6 El diamante está formado únicamente por átomos de carbono pero tiene otra estructura cristalina diferente: es otra forma alotrópica:

7 Alótropos Carbono Grafito (C n ) Carbono Diamante (C n ) Carbono Fulereno (C 60 )

8 Alotropía Distintas estructuras cristalinas proporcionan distintas propiedades. El grafito es uno de los materiales más blandos, es opaco, es un buen lubricante en estado sólido yconduce bien la electricidad. id d El diamante es el material más duro que El diamante es el material más duro que existe, es transparente, muy abrasivo y un buen aislante eléctrico.

9 Carbono grafito y diamante Son dos sustancias simples distintas formadas por el mismo (y único elemento) Sólo átomos de Carbono Son alótropos entre sí

10 Fósforo Tiene tres alótropos sólidos: Blanco, arde en contacto con el aire. Rojo, menos reactivo, se forma cuando el blanco se calienta en ausencia de aire. Se usa en las cajas de fósforos. Negro, se produce cuando los otros dos se calientan bajo gran presión..

11 Fósforo blanco Fósforo negro

12 Fósforo Blanco (P n ) Fósforo Rojo (P 4 ) Alótropos Azufre Rómbico (S 8 ) Azufre monoclínico (S 8 )

13 Ozono Segundo alótropo del oxígeno: O 3. Líquido en determinadas concentraciones peligroso violentamente explosivo. Poderoso oxidante

14 La tabla periódica Los elementos se organizan en la Tabla Periódica y periódicamente aparecen propiedades similares entre ellos y eso por supuesto no es casualidad. La tabla periódica la forman 115 elementos siendo la mayoría metales (93) y en menor número no metales (16) y gases monoatómicos (nobles o inertes) (6) Las propiedades p de metales, no metales y gases inertes son distintas.

15 helio oro plata oxigeno nitrogeno mercurio cloro hydrogeno aluminio sodio tungsteno carbono

16 La tabla periódica y su creador: Dmitri Mendeleev (1869)

17 Símbolos Químicos Abreviatura de una o dos letras que se le asigna a cada elemento. Cómo se representan los elementos químicos?: Los elementos se representan mediante símbolos de una o dos letras, y únicamente la primera letra se escribe en mayúscula. Estas abreviaturas se forman con la inicial en mayúscula del nombre griego o latino, seguida por una minúscula cuando es necesario diferenciarlo de otro con la misma inicial. Ejemplo: el símbolo del carbono es C; el del cobre Cu; el del cobalto Co; el del calcio Ca. Existen elementos que no coinciden con su nombre, ya que derivan del griego o latín, tal es el caso del hierro cuyo símbolo es Fe(ferrum); sodio Na(natrium); azufre S(sulphur), fósforo P(phosphor), etc.

18 Símbolos Químicos Los nombres con que se designan los distintos elementos se deben a diversas razones, tales como: Algunas propiedades: d bromo (mal olor), cloro (verde claro), bario (pesado), cromo (colorado), hidrógeno (engendra agua), etc. Nombre del país de origen o donde se descubrió: Germanio: Alemania; Galio: Francia; Magnesio: región del Asia Menor; Californio: California; Europio: Europa; Americio: América, etc. Dedicados a astros: Teluro : Tierra; Helio: Sol; Uranio: Urano, etc. Homenaje a investigadores: Curio: Curie; Einstenio: Einstein; Fermio: Fermi; Nobelio: Nobel; etc

19 Abundancia de los elementos en la corteza terrestre

20 Abundancia de los elementos en la corteza terrestre comparada con el cuerpo humano

21 Ejemplos de Elementos esenciales para la Salud Oxígeno O, se encuentra en agua, carbohidratos,,grasas yproteínas Carbono C, carbohidratos, grasas y proteínas Calcio Ca, huesos y dientes Azufre S, algunos aminoácidos id

22 Ejercicios Escribir el símbolo de los siguientes elementos: Oxígeno Cloro Azufre Aluminio Estaño Neón Oro Hidrógeno Escribir el nombre de los elementos para cada símbolo: He P Na Mg Ca Br Cd S

23 Tabla Periódica Es el arreglo de todos los elementos que existen. Dmitri Mendeleev (siglo XIX), ordenó todos los elementos en orden ascendente de masa atómica (hoy se ordenan por n atómico), formando grupos o familias cuyos elementos poseen propiedades similares. Grupos columnas verticales Períodos filas horizontales

24 Tabla Periódica La T.P. actual está ordenada por orden creciente de sus números atómicos (Z). La importancia de esto se estudiará más adelante. Las propiedades de los elementos es función periódica de sus números atómicos (Z). La T.P. se divide id en metales a la izquierda, i y no metales a la derecha. La división entre ambos está determinada por una línea gruesa quebrada. Los elementos ubicados a ambos lados tienen propiedades d intermedias entre metales y no metales (metaloides).

25 Tabla Periódica : Períodos Las líneas horizontales de la tabla, recorridas de izquierda a derecha, representan los períodos. Estos son 7 y representan los niveles de energía de los átomos donde se ubican los e- en los átomos. K = 1er. Período comprende 2 elementos: H(1) y el He(2) L = 2do. " " 8 " del Li(3) al Ne(10) M = 3er. " " 8 " del Na(11) al Ar(18) N = 4to. " " 18 " del K(19) al Kr(36) O = 5to. " " 18 " del Rb(37) al Xe(54) P = 6to. " " 32 " del Cs(55) al Rn(86) Q = 7mo. " "? " del Fr(87) y es incompleto.

26 Tabla Periódica : Clasificación de los elementos Los elementos de la tabla periódica pueden clasificarse de acuerdo a distintos criterios en: Elementos representativos Grupos A (l al Vlll A) y elementos de transición Grupos o Familias Metales, no-metales y gases inertes

27 Tabla Periódica

28 Tabla Periódica : Grupos o Familias Ejemplo: Grupo l A metales alcalinos del Li al Fr tienen propiedades d parecidas: Suaves, brillosos Buenos conductores de calor y electricidad Puntos de fusión relativamente bajos Reaccionan vigorosamente con agua y forman productos blancos al combinarse con oxígeno.

29 Tabla Periódica : Grupos o Familias Grupo 2 metales alcalinotérreos Brillosos como los del grupo 1 pero menos reactivos Grupo 7 halógenos (F,Cl,Br,I) Grupo 8 Gases Nobles No reaccionan químicamente

30 Sustancias : Propiedades d físicas Características que pueden ser observadas o medidas sin afectar la identidad de un elemento. Las propiedades físicas de una sustancia pueden incluir: forma, color, olor, sabor, densidad, dureza, punto de fusión y punto de ebullición.

31 Propiedades d físicas de los metales Propiedades de metales: Conducen calor y electricidad Brillosos Maleables Dúctiles El carácter metálico aumenta hacia la izquierda en la tabla

32 El t M t l Elementos: Metales Sólidos de alto punto de fusión

33 Elementos: Hierro (metal) Pf = 1528ºC

34 Elementos: Semi-Metales Exhiben las propiedades de los metales pero en menor grado. (B,Si, Ge,As, Sb, Te)

35 Elementos: No-Metales No exhiben las propiedades de los metales, están a la derecha en la tabla periódica

36 Elementos: Grafito (no-metal) Punto de fusión 4000 C

37 Elementos: Diamante (no-metal) pf 4000 C (Cotton dice que es el mayor conocido...).

38 Elementos: Azufre (no-metal) pf 120 C

39 Elementos: Hidrógeno, Oxígeno, Cloro, Nitrógeno y Flúor (no-metales)

40 Elementos: Algunas propiedades físicas de metales y no metales Metales: La elevada conductividad eléctrica, disminuye al aumentar la temperatura Alta conductividad térmica. Gris metálico o brillo metálico. Casi todos son sólidos (excepto el Hg) Maleables (pueden laminarse) Dúctiles (se pueden formar alambres) No metales: Mala conductividad eléctrica (Excepto el C en forma de grafito) Buenos aislantes térmicos. Sin brillo metálico. Sólidos, líquidos o gases Quebradizos en estado sólido No dúctiles

41 Grupo 1A METALES ALCALINOS Todos reaccionan con el agua para formar soluciones alcalinas. Se oxidan de inmediato en contacto con el aire, se guardan bajo un líquido orgánico. Suaves, buenos conductores de calor y electricidad, muy reactivos. Litio 3 Li (He) 2s 1 Sodio 11 Na (Ne) 3s 1 Potasio 19 K (Ar) 4s 1 Rubidio 37 Rb (Kr) 5s 1 Cesio 55 Cs (Xe) 6s 1 Francio 87 Fr (Rn) 7s 1

42 Litio Se encuentra en rocas, suelo y agua. El más liviano iano y menos reactivo de los metales alcalinos. Poco probable que sus compuestos se disuelvan en agua.

43 Sodio y Potasio Son los más abundantes. Iones más Importantes p para la vida.

44 Rubidio Cesio Francio Poca abundancia y uso comercial.

45 Grupo 2A Metales Alcalinotérreos Al reaccionar con oxígeno forman óxidos (tierras) que cuando reaccionan con agua forman soluciones alcalinas. Son sólidos brillantes, más duros y menos reactivos que los metales alcalinos. Al exponerse al aire forman una delgada capa de óxido. La mayor parte de sus compuestos no son solubles en agua. Berilio 4 Be (He) 2s 2 Magnesio 12 Mg (Ne) 3s 2 Calcio 20 Ca (Ar) 4s 2 Estroncio 38 Sr (Kr) 5s 2 Bario 56 Ba (Xe) 6s 2 Radio 88 Ra (Rn) 7s 2

46 Berilio Metal alcalinotérreo li más liviano, i al parecer no reacciona con agua. Se encuentra en la naturaleza combinado con aluminio, oxígeno y silicio en un mineral llamado berilio.

47 Calcio Muy abundante en la naturaleza. Elemento esencial para la vida. Tiene la propiedad de reaccionar vigorosamente con el agua a temperatura ambiente.

48

49 Magnesio Muy abundante. Reacciona en agua caliente. Aleaciones con aluminio y zinc. Es vital para la fotosíntesis en las plantas y para el metabolismo y funcionamiento de músculos en los animales.

50 Estroncio, Bario y Radio

51 Aluminio Es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, es e, y el metal más abundante de todos.

52 Grupo 4A Familia del Carbono Carbono 6 C (He) 2s 2 2p 2 Silicio 14 Si (Ne) 3s 2 3p 2 El carbono es un no metal y no es representativo para el Germanio 32 grupo. Ge (Ar) 4s i 2 3d 10 4p El silicio y germanio son semimetales o metaloides Estaño Sn El estaño y plomo son metales. (Kr) 5s 2 3d 10 5p 2 Plomo 82 Pb (Xe) 6s 2 4f 14 5d 10 6p 2

53 Carbono La mayoría de las sustancias que participan en el funcionamiento de las células contienen carbono. Los compuestos inorgánicos del carbono (carbonatos, cianuros, carburos, sulfuros y óxidos de carbono) son llamados MINERALES. Sabías que... Un mineral es un elemento o compuesto inorgánico que se encuentra en la naturaleza en forma de cristales sólidos?

54 Silicioi Segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. Generalmente se halla combinado con oxígeno en forma de dióxido de silicio.

55 Son muy similares, pero el plomo es TÓXICO. El estaño es muy suave. El bronce es una aleación de estaño y cobre. Plomo y Estaño El peltre es una aleación de plomo o y estaño.

56 Nitrógeno 7 N (He) 2s 2 2p 3 Fósforo 15 P (Ne) 3s 2 3p 3 Arsénico 33 As (Ar) 4s 2 3d 10 4p 3 Antimonio 51 Sb (Kr) 5s 2 3d 10 5p 3 Bismuto 83 Bi (Xe) 6s 2 4f 14 5d 10 6p 3 Grupo 5A Familia del Nitrógeno Toda la familia tiene propiedades físicas y químicas muy variadas. El fósforo tiene 3 alótropos sólidos. El bismuto y el antimonio se expanden cuando cambian de líquido a sólido.

57 Nitrógeno Gas incoloro, inodoro y poco reactivo que se encuentra constituyendo casi el 78% de la atmósfera. Forma algunos de los compuestos más explosivos. Forma la proteínas y otros compuestos orgánicos esenciales.

58 Tiene tres alótropos sólidos: Blanco, arde en contacto con el Fósforo aire. Rojo, menos reactivo, se forma cuando el blanco se calienta en ausencia de aire. Se usa en las cajas de fósforos. Negro, se produce cuando los otros dos se calientan bajo gran presión. El fósforo se utiliza para producir Ácido fosfórico y es esencial para el crecimiento de las plantas, por lo que se aplican fosfatos a los fertilizantes.

59 Grupo 6A Familia del Oxígeno Oxígeno 8 O (He) 2s 2 2p 4 Azufre S 16 (Ne) 3s 2 3p 4 Selenio 34 Se (Ar) 4s 2 3d 10 4p 4 Telurio 52 Te (Kr) 5s 2 3d 10 5p 4 Polonio 84 Po (Xe) 6s 2 4f 14 5d 10 6p 4

60 Oxígeno Tiene dos alótropos: Ozono (O 3 ): gas incoloro, de olor irritante, se descompone en presencia de calor o radiación ultravioleta y puede irritar los ojos, lesionar los pulmones y afectar el crecimiento de las plantas. Oxígeno (O 2 ): gas incoloro e inodoro que constituye el 21% de la atmósfera, esencial para la producción de energía y la vida.

61 Es el elemento más abundante en la corteza Terrestre combinado en compuestos con silicatos y carbonatos. El oxígeno se combina con hidrógeno y forma dos compuestos, agua y peróxido de hidrógeno.

62 Con el carbono también forma dos óxidos, el dióxido de carbono y el monóxido de carbono.

63 Azufre Puede encontrarse libre en depósitos subterráneos o combinado con mercurio o plomo. Tiene diez alótropos. Cuando se quema en el aire reacciona q con oxígeno y forma dióxido de azufre, éste se utiliza para fabricar ácido sulfúrico, uno de los ácidos que caen con la lluvia ácida.

64 Grupo 7A Los Halógenos Reciben su nombre de su capacidad de formar sales con casi todos los metales. Flúor 9 F (He) 2s 2 2p 5 Cloro Cl (Ne) 3s 2 3p 5 Bromo 35 Br (Ar) 4s 2 3d 10 4p 5 Yodo 53 I (Kr) 5s 2 3d 10 5p 5 Astato 85 At (Xe) 6s 2 4f 14 5d 10 6p 5

65 Flúor Por ser el elemento más electronegativo reacciona con todos los demás elementos, a excepción del helio, el neón y el argón.

66 Cloro Es un gas verde venenoso, pero sus compuestos tienen muchos usos.

67 Helio 2 He 1s 2 Neón 10 Ne (He) 2s 2 2p 6 Grupo 8ª Gases Nobles o Inertes Argón 18 Fueron los últimos en ser descubiertos en la naturaleza porque son incoloros y no reactivos. Ar (Ne) 3s 2 3p 6 Kriptón 36 Kr (Ar) 4s 2 3d 10 4p 6 Xenón 54 Xe (Kr) 5s 2 3d 10 5p 6 Radón 86 At (Xe) 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 En 1962, el químico Niel Bartlett creó compuestos con el Xenón y el Flúor.

68 Helio

69 Neón Es un gas incoloro que a baja Es un gas incoloro, que a baja presión cuando recibe una descarga eléctrica, emite una luz roja.

70 Argón, Kriptón y Radón