Resumen General 5 semana
2.2.3 Energía de ionización
La energía de ionización, potencial de ionización o EI es la energía necesaria para separar
un electrón en su estado fundamental de un átomo o de una molécula.1 La
reacción puede expresarse de la siguiente forma:
Siendo 
los átomos en estado gaseoso de un
determinado elemento químico; 
, la energía de ionización
y 
un electrón.
los átomos en estado gaseoso de un
determinado elemento químico; , la energía de ionización
y un electrón.
Esta
energía corresponde a la primera ionización. El segundo potencial de ionización representa la energía precisa para
sustraer el segundo electrón;
este segundo potencial de ionización es siempre mayor que el primero, pues el
volumen de un ion positivo es menor que el del átomo y la fuerza electrostática atractiva
que soporta este segundo electrón es mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conserva la misma
carga nuclear.
El
potencial o energía de ionización se expresa en electrón-voltio, Julios o en kilo Julios por mol (kJ/mol).
1
eV = 1,6 × 10-19 C × 1
V = 1,6 × 10-19 J
En
los elementos de una misma familia o grupo, el potencial de ionización
disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo.
2.2.4 Afinidad electrónica
La afinidad electrónica (AE) o electroafinidad se define como la energía
involucrada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado fundamental
(de mínima energía) captura un electrón y forma un ion mononegativo:
.
Dado que se trata de energía liberada, pues
normalmente al insertar un electrón en un átomo predomina la fuerza atractiva
del núcleo, que tiene signo negativo. En los casos en los que la energía sea
absorbida, cuando ganan las fuerzas de repulsión, tendrán signo positivo; AE se
expresa comúnmente en el Sistema Internacional
de Unidades, en kJmol-1.
También podemos recurrir al proceso contrario para
determinar la primera afinidad electrónica, ya que sería la energía consumida
en arrancar un electrón a la especie aniónica mononegativa en estado gaseoso de
un determinado elemento; evidentemente la entalpía correspondiente AE tiene
signo negativo, salvo para los gases nobles y metales alcalinotérreos
2.2.5 Numero de oxidación
El número de oxidación es un número
entero que representa el número
de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado.
El número de
oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los
comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los
comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.
El número de oxidación se escribe en números
romanos (recuérdalo cuando veamos la nomenclatura de Stock): +I, +II, +III,
+IV, -I, -II, -III, -IV, etc. Pero en esta página también usaremos caracteres
arábigos para referirnos a ellos: +1, +2, +3, +4, -1, -2, -3, -4 etc., lo que
nos facilitará los cálculos al tratarlos como números enteros.
En los iones monoatómicos la carga
eléctrica coincide con el número de oxidación. Cuando nos refiramos al número
de oxidación el signo + o - lo escribiremos a la izquierda del número, como en
los números enteros. Por otra parte la carga de los iones, o número de carga, se debe escribir con el signo a la derecha
del dígito: Ca2+ ión
calcio(2+), CO32- ión
carbonato(2-).
2.2.6 Electronegatividad
electronegatividad (abreviación EN, símbolo χ (letra griega chi)),
es la medida de la capacidad de un átomo (o de manera menos frecuente un grupo funcional) para atraer hacia él los electrones,
cuando forma un enlace químico en una molécula.1 También
debemos considerar la distribución de densidad
electrónica alrededor de un
átomo determinado frente a otros distintos, tanto en una especie molecular como
en sistemas o especies no moleculares. El flúor es el elemento con más
electronegatividad, el francio es el elemento con menos
electronegatividad.
La
electronegatividad de un átomo determinado, esta afectada fundamentalmente por
dos magnitudes: su masa atómica y
la distancia promedio de los electrones de
valencia con respecto
al núcleo atómico. Esta
propiedad se ha podido correlacionar con otras propiedades atómicas y
moleculares. Fue Linus Pauling el investigador que propuso esta
magnitud por primera vez en el año 1932, como un desarrollo más de su teoría del
enlace de valencia.2 La
electronegatividad no se puede medir experimentalmente de manera directa como,
por ejemplo, la energía de
ionización, pero se puede determinar de manera indirecta efectuando
cálculos a partir de otras propiedades atómicas o moleculares.
Se
han propuesto distintos métodos para su determinación y aunque hay pequeñas
diferencias entre los resultados obtenidos todos los métodos muestran la misma
tendencia periódica entre los elementos.
2.3 Aplicación: Impacto económico o
ambiental de algunos elementos
Metales, grupo de elementos químicos que presentan
todas o gran parte de las siguientes propiedades físicas: estado sólido a
temperatura normal, excepto el mercurio que es líquido; opacidad, excepto en
capas muy finas; buenos conductores eléctricos y térmicos; brillantes, una vez
pulidos, y estructura cristalina en estado sólido. Metales y no metales se
encuentran separados en el sistema periódico por una línea diagonal de
elementos. Los elementos a la izquierda de esta diagonal son los metales, y los
elementos a la derecha son los no metales. Los elementos que integran esta
diagonal —boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, teluro, polonio y
astato— tienen propiedades tanto metálicas como no metálicas. Los elementos
metálicos más comunes son los siguientes: aluminio, bario, berilio, bismuto,
cadmio, calcio, cerio, cromo, cobalto, cobre, oro, iridio, hierro, plomo,
litio, magnesio, manganeso, mercurio, molibdeno, níquel, osmio, paladio,
platino, potasio, radio, rodio, plata, sodio, tantalio, talio, torio, estaño,
titanio, volframio, uranio, vanadio y cinc. Los elementos metálicos se pueden
combinar unos con otros y también con otros elementos formando compuestos,
disoluciones y mezclas. Una mezcla de dos o más metales o de un metal y ciertos
no metales como el carbono se denomina aleación. Las aleaciones de mercurio con
otros elementos metálicos son conocidas como amalgamas.
El número de elementos que
existen en la naturaleza es de 92 pero pueden añadirse algunos elementos
obtenidos artificialmente.
Elemento
Un elemento es una sustancia
constituida por átomos con el mismo número atómico. Algunos elementos comunes
son oxígeno, nitrógeno, hierro, cobre, oro, plata, hidrógeno, cloro y uranio.
Aproximadamente el 75% de los elementos son metales y los otros son no metales.
La mayor parte de los elementos son sólidos a temperatura ambiente, dos de
ellos (mercurio y bromo) son líquidos y el resto son gases. Pocos elementos se
encuentran en la naturaleza en estado libre (no combinados), entre ellos el
oxígeno, nitrógeno; los gases nobles (helio, neón, argón, kriptón, xenón y
radón); azufre, cobre plata y oro.
Abundancia de los elementos. Compuestos químicos en la corteza terrestre. Minerales en la corteza terrestre. Formación y alteración de los suelos. 5.5 Propiedades de los suelos.
Abundancia de los elementos. Los elementos se distribuyen de forma desigual en la Tierra. Algunos elementos, como el O y Si, son los constituyentes mayoritarios de la mayor parte de los minerales; otros, como el He o Au son escasos. Se observa que existe un gran rango de abundancia de los elementos que se expande en 10 potencias de 10, entre los más comunes (O, Si) y los menos abundantes (Os, Te, Xe).
. Abundancia de los elementos en la corteza terrestre.
La composición de la superficie de la corteza terrestre no es típica de todo el volumen de la Tierra. La composición del manto terrestre se puede obtener a partir de las rocas que se estiman que profundizan en el mismo Mg y Cr son relativamente más abundantes, mientras que otros metales alcalinos lo son menos. La información acerca del núcleo de la Tierra es menos directa su composición se estima a partir de los análisis efectuados a meteoritos procedentes del espacio. El hierro es el elemento dominante junto con una fracción minoritaria de Ni y otros elementos de transición. Otros elementos metálicos también han de estar presentes en el núcleo, tal y como se presupone a partir de sus densidad y otras propiedades
2.3.2 Elementos de importancia económica
Hidrogeno (H).
Este elemento es
muy importante en:
* La refinación de petróleo.
Aluminio (Al).
El aluminio es
resistente a la corrosión, se puede laminar e hilar por lo que se emplea en:
*La construcción de vehículos, aviones y utensilios domésticos.
Cobalto (Co).
Se emplea en:
*La fabricación de aceros especiales debido a su alta resistencia al
calor, corrosión y fricción.
* La fabricación de herramientas mecánicas de alta velocidad, imanes
y motores.
* En forma de polvo, se emplea como pigmento azul para el vidrio.
Mercurio (Hg).
Es resistente a la corrosión y un buen conductor eléctrico.
Se usa en la fabricación de:
*Instrumentos de presión, baterías, termómetros, barómetro, amalgamas
dentales, medicamentos e insecticidas.
Antimonio (Sb).
Se utiliza en:
*Metales de imprenta.
* Fabricación de baterías y acumuladores. Recubrimientos de cables.
Plata (Ag).
Se emplea en:
*La acuñación de monedas.
* Manufacturas de vajillas y joyas. En la realización de
fotografías.
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