Grupos de Elementos Químicos

1. Alcalinos

• Elementos: Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio (Rb), Cesio (Cs), Francio (Fr)
• Grupo: 1
• Abundancia: 5% de la corteza terrestre
• Características:
  • Baja energía de ionización (E.I.)
  • Forman compuestos iónicos
  • Solubles en agua (excepto Li)
  • Puntos de fusión y ebullición bajos
  • Sólidos a temperatura ambiente
  • Muy reactivos

2. Alcalinotérreos

• Elementos: Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Estroncio (Sr), Bario (Ba), Radio (Ra)
• Grupo: 2
• Abundancia: 4% de la corteza terrestre
• Características:
  • Baja energía de ionización y baja electronegatividad
  • Se oxidan con facilidad
  • Se obtienen por electrólisis de haluros fundidos y reducción de sus óxidos con carbono
• Usos:
  • Berilio: se usa en tecnología nuclear y previene la corrosión

3. Térreos

• Elementos: Boro (B), Aluminio (Al), Galio (Ga), Indio (In), Talio (Tl)
• Grupo: 13
• Abundancia: 7% de la corteza terrestre
• Características:
  • Bastante reactivos
  • Puntos de fusión y ebullición bajos
  • La mayoría forma sales solubles en agua
  • Solos no reaccionan con agua, excepto el Al
• Usos:
  • Boro: se obtiene por reducción de B₂O₃ con Mg, se usa en la industria nuclear, para hacer semiconductores y aleaciones
  • Aluminio: se obtiene por la electrólisis de Bauxita Al₂O₃(OH), se usa en aleaciones resistentes a la corrosión
  • Galio: semiconductor
  • Indio: aleaciones y semiconductor
  • Talio: vidrio

4. Carbonoideos

• Elementos: Carbono (C), Silicio (Si), Germanio (Ge), Estaño (Sn), Plomo (Pb)
• Grupo: 14
• Abundancia: 1/4 de la corteza terrestre
• Características:
  • No reaccionan con el agua
• Usos:
  • Carbono: no metal, se usa en combustibles y síntesis de productos orgánicos
  • Silicio y Germanio: semiconductores, vidrios, son semimetales
  • Estaño: metal, soldadura y aleaciones con otros metales
  • Plomo: tuberías de fontanería, es un metal tóxico

5. Nitrogenoideos

• Elementos: Nitrógeno (N), Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb), Bismuto (Bi)
• Grupo: 15
• Abundancia: 0.35% de la masa de la corteza terrestre
• Características:
  • Carácter metálico aumenta al bajar en la tabla
  • No reaccionan con agua
• Usos:
  • Nitrógeno: soldadura
  • Fósforo: pirotecnia y fósforos
  • Arsénico y Antimonio: semiconductores

6. Anfígenos

• Elementos: Oxígeno (O), Azufre (S), Selenio (Se), Teluro (Te), Polonio (Po)
• Grupo: 16
• Características:
  • Ninguno de estos elementos reacciona con el agua
• Usos:
  • Oxígeno: procesos de oxidación, combustiones, metabolismo de seres vivos
  • Azufre: fungicida y procesos industriales
  • Selenio y Teluro: semiconductores
  • Polonio: no tiene uso conocido

7. Halógenos

• Elementos: Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Yodo (I), Astato (At)
• Grupo: 17 (nombre significa «formador de sales»)
• Características:
  • Todos sus elementos son no metales
  • El Flúor es el elemento más electronegativo
• Usos:
  • Cloro: se usa en el tratamiento de aguas

Compuestos Químicos

1. Agua (H₂O)

• Estructura angular (104,5º)
• Alto calor específico
• Excelente disolvente
• Mal conductor de la electricidad
• El hielo tiene geometría hexagonal

2. Amoníaco (NH₃)

• Presente donde hay materia orgánica nitrogenada en descomposición
• Geometría piramidal trigonal (ángulos de 106,6º)
• Puntos de fusión y ebullición altos
• Soluble en agua
• Base débil
• Fabricación de: fertilizantes, fibras, plásticos, pegamentos

3. Ácido Clorhídrico (HCl)

• Ácido fuerte, corrosivo para los ojos y vías respiratorias
• Industria textil, fotográfica y alimentaria

4. Ácido Nítrico (HNO₃)

• No se encuentra en estado natural
• Líquido incoloro a temperatura ambiente
• Es oxidante y corrosivo
• Se usa para limpieza, circuitos eléctricos, colorantes, explosivos y como fertilizante

5. Ácido Sulfúrico (H₂SO₄)

• Incoloro y denso
• Soluble en agua
• Se usa para la depuración de aceites y refinación de petróleo

6. Óxidos de Carbono

• CO: se produce en la combustión de productos orgánicos, muy tóxico por combustión incompleta
• CO₂: las plantas lo usan para hacer hidratos de carbono

7. Óxidos de Nitrógeno

• NO: gases tóxicos
• NO₂: gas color pardo-rojizo

8. Óxidos de Azufre

• SO₂ y SO₃: ambos provienen de la formación de ácido sulfúrico
• Ambos son responsables de la lluvia ácida

Ácidos y Bases

Ácidos Fuertes

• Yoduro de hidrógeno (HI)
• Bromuro de hidrógeno (HBr)
• Ácido perclórico (HClO₄)
• Cloruro de hidrógeno (HCl)
• Ácido sulfúrico (H₂SO₄)
• Ácido nítrico (HNO₃)
• Ácido clórico (HClO₃)

Bases Fuertes

• Hidróxido de potasio (KOH)
• Hidróxido de bario (Ba(OH)₂)
• Hidróxido de cesio (CsOH)
• Hidróxido de sodio (NaOH)
• Hidróxido de estroncio (Sr(OH)₂)
• Hidróxido de calcio (Ca(OH)₂)
• Hidróxido de litio (LiOH)
• Hidróxido de rubidio (RbOH)

Base Débil

• Amoníaco (NH₃)

Ácidos Débiles

• Ácido acético (CH₃COOH)
• Ácido bórico (H₃BO₃)
• Ácido fosfórico (H₃PO₄)
• Ácido fluorhídrico (HF)

Reacciones Redox

Pasos para balancear una reacción redox:

1. Se escribe de forma iónica
2. Se identifican las semirreacciones
3. Se balancea por tanteo todos los iones diferentes de H y O
4. Se igualan todos los oxígenos agregando agua
5. Se igualan todos los hidrógenos donde falten
6. Si es medio básico, en este paso se agregan tantos OH^– como H⁺ tenga
7. Se agregan e^– para igualar cargas
8. Se igualan los e^– y se suman las semirreacciones

Elementos de Transición

Características:

• Todos son metales
• Son duros
• Alta densidad
• Alto punto de fusión
• Son coloreados
• Paramagnéticos

Magnetismo:

• Diamagnético: tiene electrones apareados y no son atraídos por campos magnéticos
• Paramagnético: tiene electrones desapareados y son atraídos por campos magnéticos

Color:

• Con color: niveles d parcialmente llenos
• Sin color: niveles d totalmente vacíos o llenos