ALGUNOS ELEMENTOS QUE CAUSAN CONTAMINACIÓN

En la naturaleza existen algunos elementos que debido a su estructura o en combinación con otros en forma de compuestos, son perjudiciales al hombre, ya que son agentes contaminadores del medio ambiente; en especial del aire, agua y suelo, o bien, porque ocasionan daños irreversibles al ser humano, como la muerte.

Algunos de estos elementos son:

Antimonio (Sb) y textiles.- Se emplea en aleaciones, metal de imprenta, baterías, cerámica. El principal daño que provoca es el envenenamiento por ingestión o inhalación de vapores, principalmente por un gas llamado estibina SbH3.

Arsénico (As) medicamentos y vidrio. Se emplea en venenos para hormigas, insecticidas, pinturas, Es uno de los elementos más venenosos que hay, así como todos los compuestos.

Azufre (S) Principalmente son óxidos SO2 y SO3 contaminan el aire y con agua producen la lluvia ácida. Sustancias tales como derivados clorados de azufre, sulfatos y ácidos son corrosivos. El gas H2S es sumamente tóxico y contamina el aire. El azufre es empleado en algunos medicamentos para la piel.

Bromo (Br) Sus vapores contaminan el aire, además sus compuestos derivados son lacrimógenos y venenosos.

Cadmio (Cd) Metal tóxico que se origina en la refinación del zinc; también proviene de operaciones de electrodeposición y por tanto contamina el aire y el agua. Contenido en algunos fertilizantes contamina el suelo.

Cloro (Cl) Sus valores contaminan el aire y son corrosivos. Se le emplea en forma de cloratos para blanquear la ropa, para lavados bucales y fabricación de cerillos. Los cloratos son solubles en agua y la contaminan, además de formar mezclas explosivas con compuestos orgánicos.

Los valores de compuestos orgánicos clorados como insecticidas, anestésicos y solventes dañan el hígado y el cerebro. Algunos medicamentos que contienen cloro afectan el sistema nervioso.

Cromo (Cr) El cromo y sus compuestos son perjudiciales al organismo, pues destruyen todas las células. Se le emplea en síntesis orgánicas y en la industria del acero. Cualquier cromato solubles contamina el agua.

Magnesio (Mn) Se emplea en la manufactura de acero y de pilas secas. La inhalación de polvos y humos conteniendo magnesio causa envenenamiento. También contamina el agua y atrofia el cerebro.

Mercurio (Hg) Metales de gran utilidad por ser líquidos; se utiliza en termómetros y por ser buen conductos eléctrico se emplea en aparatos de este tipo, así como en iluminación, pinturas fungicidas, catalizadores, amalgamas dentales, plaguicidas, etc. pero contamina el agua, el aire y causa envenenamiento. Las algas lo absorben, luego los peces y finalmente el hombre. Los granos o semillas lo retienen  y finalmente el hombre los come.

Plomo (Pb) El plomo se acumula en el cuerpo conforme se inhala del aire o se ingiere con los alimentos y el agua. La mayor parte del plomo que contamina el aire proviene de las gasolinas para automóviles, pues se le agrega para proporcionarle propiedades antidetonantes. También se le emplea en pinturas, como metal de imprenta, soldaduras y acumuladores. Por su uso el organismo se afecta de saturnismo. Sus sales, como el acetato, son venenosas.

Existen otros elementos que de alguna forma contaminan el agua, el aire y el suelo tales como: talio, zinc, selenio, oxígeno de nitrógeno, berilio, cobalto y sobre todo gran cantidad de compuestos que tienen carbono. (Orgánicos).

Aluminio (Al): Metal ligero, resistente a la corrosión y al impacto, se puede laminar e hilar, por lo que se le emplea en construcción, en partes de vehículos, de aviones y en artículos domésticos. Se le extrae de la bauxita.

Azufre (S): No metal, sólido de color amarillo, se encuentra en yacimientos volcánicos y aguas sulfuradas. Se emplea en la elaboración de fertilizantes, medicamentos, insecticidas, productos químicos y petroquímicos.

Cobalto (Co): Metal color blanco que se emplea en la elaboración de aceros especiales debido a su alta resistencia al calor, corrosión y fricción. Se emplea en herramientas mecánicas de alta velocidad, imanes y motores. En forma de polvo se emplea como pigmento azul para el vidrio. Es catalizador. Su isótopo radiactivo se emplea como pigmento azul para el vidrio. Es catalizador

Cobre (Cu): Metal de color rojo que se carbonata al aire húmedo y se pone verde, conocido desde la antigüedad. Se emplea principalmente como conductor eléctrico, también para hacer monedas y en aleaciones como el latón y el bronce.

Hierro (Fe): Metal dúctil, maleable de color gris negruzco, se oxida al ocntacto con el aire húmedo. Se extrae de minerales como la hematina, limonita, pirita, magnetita y siderita. Se le emplea en la industria arte y medicina. Para fabricar acero, cemento, fundiciones de metales no ferrosos nuestra sangre lo contiene en la hemoglobina.

Flúor (F): Este no metal esta contenido en la fluorita CaF2 en forma de vetas encajonadas en calizas. La florita se emplea como fundente en hornos metalúrgicos. Para obtener HF, NHF4  y grabar el vidrio; también en la industria química, cerámica y potabilización del agua.

Fósforo (P): Elemento no metálico que se encuentra en la roca fosfórica que contiene P2 O5 en la fosforita Ca3 (PO4)2. Los huesos y dientes contienen este elemento.

Tiene aplicaciones para la elaboración de detergentes, plásticos, lacas, pinturas, alimentos para ganado y aves.

 Mercurio (Hg): Metal líquido a temperatura ambiente, de calor blanco brillante, resistente a la corrosión y buen conductor eléctrico. Se le emplea en la fabricación de instrumentos de precisión, baterías, termómetros, barómetros, amalgamas dentales, sosa cáustica, medicamentos, insecticidas y funguicidas y bactericidas.

Se le obtiene principalmente del cinabrio que contiene HgS.

Plata (Ag): Metal de color blanco, su uso principal ha sido el la acuñación de monedas y manufacturas de vajillas y joyas. Se emplea en fotografía, aparatos eléctricos, aleaciones, soldaduras.

Plomo (Pb): Metal blando de bajo punto de fusión, bajo límite elástico, resistente a la corrosión, se le obtiene del sulfuro llamado galena Pbs. Se usa en baterías o acumuladores, pigmentos de pinturas, linotipos. Soldaduras e investigaciones atómicas. Otros productos que se pueden recuperar de los minerales que lo contiene son: cadmio, cobre, oro, plata, bismuto, arsénico, telurio y antimonio.

 Oro (Au): Metal de color amarillo, inalterable, dúctil, brillante, por sus propiedades y su rareza le hace ser excepcional y de gran valor. Es el patrón monetario internacional. En la naturaleza se encuentra asociado al platino, a la plata y teluro en unos casos. Sus aleaciones se emplean en joyería y ornamentos, piezas dentales, equipos científicos de laboratorio. Recientemente se ha sustituido sus usos en joyería por el iridio y el rutenio, en piezas dentales por platino y paladio.

Uranio (U): Utilizado como combustible nuclear, es un elemento raro en la naturaleza y nunca se presenta en estado libre. Existen 150 minerales que lo contienen. El torio se encuentra asociado al uranio.

Clasificación de los elementos químicos

La clasificación más fundamental de los elementos químicos es en metales y no metales.

Los metales se caracterizan por su apariencia brillante, capacidad para cambiar de forma sin romperse (maleables) y una excelente conductividad del calor y la electricidad.

Los no metales se caracterizan por carecer de estas propiedades físicas aunque hay algunas excepciones (por ejemplo, el yodo sólido es brillante; el grafito, es un excelente conductor de la electricidad; y el diamante, es un excelente conductor del calor).

Las características químicas son: los metales tienden a perder electrones para formar iones positivos y los no metales tienden a ganar electrones para formar iones negativos. Cuando un metal reacciona con un no metal, suele producirse transferencia de uno o más electrones del primero al segundo.

Propiedad de los metales

Poseen bajo potencial de ionización y alto peso específico por regla general, en su último nivel de energía tienen de 1 a 3 electrones. son sólidos a excepción del mercurio (Hg), galio (Ga), cesio (Cs) y francio (Fr), que son líquidos presentan aspecto y brillo metálicos son buenos conductores del calor y la electricidad son dúctiles y maleables, algunos son tenaces, otros blandos se oxidan por pérdida de electrones su molécula está formada por un solo átomo, su estructura cristalina al unirse con el oxígeno forma óxidos y éstos al reaccionar con el agua forman hidróxidos los elementos alcalinos son los más activos

Propiedades generales de los no-metales

Tienen tendencia a ganar electrones poseen alto potencial de ionización y bajo peso específico por regla general, en su último nivel de energía tienen de 4 a 7 electrones se presentan en los tres estados físicos de agregación no poseen aspecto ni brillo metálico son malos conductores de calor y la electricidad no son dúctiles, ni maleables, ni tenaces se reducen por ganancia de electrones sus moléculas están formadas por dos o más átomos al unirse con el oxígeno forman anhídridos y éstos al reaccionar con el agua, forman oxiácidos los halógenos y el oxígeno son los más activos varios no-metales presentan alotropía.

La mayoría de los elementos se clasifican como metales. Los metales se encuentran del lado izquierdo y al centro de la tabla periódica. Los no metales, que son relativamente pocos, se encuentran el extremo superior derecho de dicha tabla. Algunos elementos tienen comportamiento metálico y no metálico y se clasifican como metaloides y semimetales.

Los no metales también tienen propiedades variables, al igual que los metales. En general los elementos que atraen electrones de los metales con mayor eficacia se encuentran en el extremo superior derecho de la tabla periódica.

Científicos involucrados en la creación de la Tabla Periódica de los Elementos y su aporte.

Debereiner

El primer intento de clasificación y agrupación de los elementos fue hecho en 1817 por el científico Debereiner, pero en su época aun estaba en discusión los valores de los pesos atómicos de los pocos elementos conocidos en ese entonces. Esta idea solo que solo en intento.

Newlands

El inglés Newlands plantea la ley de octavas, donde los elementos se ordenan en grupos de siete ya que el octavo tenía propiedades similares a la del primero.

Dimitri Ivánnovich Mandeleiev (1834-1907)

En 1869, Mendeleiev y ideó una forma de organizar los elementos, dando origen así a la Tabla periódica de Los elementos. Si bien es cierto no tenía ni idea de cómo estaban conformados los átomos o de por qué se comportaban como lo hacían. Sin embargo, fue capaz de organizar la tabla periódica casi exactamente como la conocemos hoy en día, excepto que algunos elementos estaban faltando, porque eran desconocidos en esa época.

Basado en los “huecos” de su tabla, Mendeleiev incluso tuvo éxito en predecir la existencia y propiedades de varios nuevos elementos.

Su regla básica fue esta: los elementos en cualquier columna, o grupo, de la tabla son similares a sus compañeros de columna. Por ejemplo, observe la primera columna a la izquierda, bajo el hidrógeno (H). Los elementos en este grupo son conocidos como los metales alcalinos; todos son metales blandos que reaccionan violentamente para producir gas hidrógeno.

El Átomo de Edwin Schrödinger

Aquí es que la física cuántica se vuelve realmente extraña. Si se hace un experimento para ver en dónde está una partícula, entonces se encuentra algo semejante a una partícula. Pero por otro lado, es una onda que contiene información sobre dónde probablemente está el electrón . El famoso experimento de dobje hendidura es otra forma de ver la naturaleza dual onda/partícula de los electrones. 

Qué significa cuando dice que el electrón "probablemente" esté en "alguna parte"? ¿Acaso el electrón no está en un lugar definido?

Bueno, no. Hasta que se verifica dónde está, se trata realmente de una onda. No solamente eso, sino que Schrödinger demostró que esos electrones ni siquiera se mueven. Las ondas son estacionarias. Cada vez que se verifica en dónde está un electrón, se lo encuentra en un lugar diferente, pero eso no significa que se esté moviendo entre mediciones. Para algunos niveles de energía, si se comprueba la posición suficiente número de veces, se puede ver un patrón "como de órbita", pero no se engañe creyendo que los electrones realmente se están moviendo en pequeños círculos.

Entonces ¿dónde está un electrón cuando no lo estamos mirando?  ¿No tiene que estar en alguna parte?

Esa es la parte bizarra: un electrón no está en ningún lugar en particular cuando no lo estamos viendo. Afortunadamente para la mayoría de los físicos, realmente no importa en dónde esté, solamente nos preocupamos acerca de cuanta energía tiene.

Aporte de Ernest Rutherford y Bohr

Rutherford Químico inglés conocido especialmente por sus investigaciones en radioactividad, que establecieron la existencia y naturaleza de las transformaciones radioactivas, la estructura eléctrica de la materia y la naturaleza nuclear del átomo.

Bohor Niels, Físico Danes, al que se debe una teoría sobre la estructura del átomo.

Tipos de Tablas Periódica.

La Tabla Corta

La Tabla Corta La tabla corta es una derivación directa de la propuesta original de Mendeleiev"Meyer; se le fueron introduciendo modificaciones a medida que se avanzaba en el tiempo y en el conocimiento; ya se advierte la presencia de un grupo vertical más; el grupo gases nobles, desconocidos por Mendeleiev. El uso de este tipo de tabla corta ha desaparecido en la actualidad.

La Tabla Larga

La tabla Larga es una modificación muy útil, suele ser conocida como tabla de Both. Se construye de tal forma que refleja la teoría de Both sobre la distribución electrónica. En las verticales se encuentran los elementos cuya distribución electrónica final es coincidente, en esencia la tabla larga deriva de la original de

Mendeleiev, extendiendo los períodos largos (cuarto, quinto y sexto) y cortando en dos los períodos cortos para acomodar en el medio a las series de los elementos de transición. Así se generan períodos largos pero solo a partir del cuarto período.

El sistema más antiguo, pero que puede encontrarse en varios autores es el que se muestra, tomado de Cartmell"Fowles;

Se da el nombre Grupo A a los ocho primeros de izquierda a derecha se nomencla así a los elementos denominados representativos y como Grupo B a los de transición.

Otro sistema propuesto por Pierce obsérvese la posición que se establece para el Hidrógeno y el Helio y las acotaciones en cuanto a similitud electrónica y de propiedades; son colocados abajo los 18 grupos de elementos.

La Tabla Larga Extendida

La Tabla Larga Extendida es la representación más moderna, el inconveniente es que los gráficos se hacen muy extensos, la misma sigue al recorrerla por número atómico creciente el llenado de órbitas propuesto por

Borth; posee 32 columnas y el primer periodo tiene 2 elementos, el segundo y tercero tienen 8, el cuarto y quinto tienen 18 elementos, el sexto período 32 elementos y el séptimo hasta el momento se agota con 106 elementos.

Los Periodos y Grupo

Los Periodos

Están formados por un conjunto de elementos que teniendo propiedades químicas diferentes, mantienen en común el presentar igual número de niveles con electrones en su envoltura, correspondiendo el número de periodo al total de niveles.

Los elementos que pertenecen a un mismo periodo se caracterizan por que sus propiedades físicas y químicas varían gradualmente: el primer elemento presenta carácter metálico, pero a medida que avanza horizontalmente el carácter metálico disminuye y aparece el no metálico, siendo el último elemento netamente no metálico.

Cuáles son ?

La tabla se divide 7 líneas horizontales, cada una es un periodo y corresponde a un nivel energético.

Existen dos líneas horizontales al final de la tabla que corresponden a los elementos de transición interna, siendo la primera línea la de los Lantánidos que pertenecen al periodo 6 (después del lantano nº 57 hasta el lutecio nº 71), mientras que la segunda de los Actínidos pertenecen al periodo 7 (después del actinio nº 89 hasta el lawrencio nº 103)

Los Grupos

Se presentan en forma vertical, estos grupos son constituidos por elementos que tienen igual cantidad de electrones de valencia.

Cuáles son??

La tabla se divide en 18 columnas, cada una es un grupo y sus elementos tienen un comportamiento químico similar. Se dividen en dos grupos A llamados elementos representativos, que corresponden a las dos primeras columnas más las últimas seis, y grupo B llamados elementos de transición externa, que corresponde a las columnas entremedio.

Los grupos representativos también se les conocen como familia, los nombres son:

Grupo I Metales alcalinos

Grupo II Metales alcalinos térreos

Grupo III Térreos

Grupo VI Carbonoides

Grupo V Nitrogenoides

Grupo VI Anfígenos

Grupo VII Halógenos

Grupo VIII ó 0 Gases Nobles

Que es la tabla periódica.

La Tabla Periódica de Los Elementos es sencillamente el ordenamiento de los elementos químicos según su número atómico, es decir, la cantidad de protones del núcleo de un átomo.

Las propiedades físicas y químicas de un elemento y sus compuestos se relacionan con la posición que ocupa ese elemento en la tabla, la que se divide básicamente en grupos y periodos.

Mendeleiev fue quien la compuso y con ello pudo prever la existencia y las propiedades de elementos desconocidos en su época. El los colocó en orden de acuerdo a su peso atómico y luego las agrupo en filas basado en sus propiedades químicas y físicas, como lo veremos en la siguiente imagen en la actualizada Tabla Periódica, en la que hay nuevos elementos, pero estructura, composición y orden se mantiene de acuerdo a la creación de Mendeleiev.