Los Elementos representativos, son elementos químicos de los grupos largos de la tabla periódica identificados por la letra A, encabezados por los elementos hidrógeno, berilio, boro, carbono, nitrógeno,oxígeno, flúor y helio, tal como aparecen en la tabla periódica de los elementos.

CaracterísticasSe caracterizan por presentar configuraciones electrónicas "externas" en su estado fundamental que van desde ns1 hasta ns2np6, a diferencia de los elementos de transición y de los elementos de transición interna.

Los elementos representativos son los elementos de los grupos 1 y 2 (bloque s), y de los grupos de 13 a 18 (bloque p).2 Hasta hace unos años, estos grupos se identificaban con números romanos del I al VII con la letra A.3 Los elementos del grupo 12 son generalmente considerados como metales de transición, sin embargo, el zinc (Zn), el cadmio (Cd), y el mercurio (Hg) comparten algunas propiedades de ambos grupos, y algunos científicos creen que deben ser incluidos como elementos representativos o elementos de los grupos principales.

Los elementos representativos (con algunos de los metales de transición más ligeros) son los elementos más abundantes en la tierra, en el sistema solar, y en el universo.

El tamaño del átomo o radio atómico no es un parámetro fácil de determinar, ya que en verdad los electrones no están situados en órbitas definidas, a distancias fijas del núcleo, como suponía el modelo atómico de Bohr. En realidad los electrones se mueven de forma caótica en zonas del espacio donde la probabilidad de hallar al electrón es superior al 90%, las cuales reciben el nombre de orbitales atómicos. Por ello, cuando hablamos de radio atómico, no debemos perder de vista que se trata de valores aproximados y que el entorno en el que se halla un átomo puede hacer que éste varíe. Aun así, se considera como valor tabulado de radio atómico la mitad de la distancia que separa dos núcleos vecinos conocida, por ejemplo, por difracción de Rayos X.

En la tabla periódica, el radio atómico varía de la siguiente forma.

– Variación del radio atómico en un periodo: a medida que nos movemos hacia la derecha en un mismo periodo (fila) de la tabla periódica, a pesar de que el número atómico aumenta y, por

tanto, también aumenta el número de electrones, el radio atómico disminuye. Esto es debido a que, al aumentar cada vez en una unidad el número de protones del núcleo, la llamada carga nuclear efectiva de éste (positiva) es cada vez mayor, y por este motivo el núcleo atrae a los electrones (cargas negativas) con mayor intensidad, contrayéndolo.

– Variación del radio atómico en un grupo: cuando bajamos en un grupo (columna) de la tabla periódica también aumenta la carga nuclear efectiva, pero el número de electrones adicionados con respecto al elemento anterior el mismo grupo aumenta en una capa completa (a veces 8 electrones, si no hay orbitales d, y 18 electrones si los hay). El efecto de añadir nuevas capas electrónicas es predominante, por lo que cada vez se distancian más del núcleo atómico y el radio atómico es mayor cuando bajamos en un grupo.

Cabe destacar también el caso de los metales de transición, cuyos radios atómicos disminuyen en un mismo periodo de izquierda a derecha como en los restantes elementos y, además, son relativamente más pequeños dado que llenan electrones d, que están en orbitales internos (recordemos que la configuración electrónica de última capa global de los metales de transición es (n-1)d(variable) ns2, por lo que en todos ellos el último nivel es ns2, ya que los orbitales d son del nivel n-1. Este efecto de contracción es todavía más acusado en los lantánidos, que poseen electrones f en el nivel n-2.

En el caso de los radios iónicos, el catión será más pequeño que el átomo neutro correspondiente porque tendrá un exceso de carga positiva que atraerá más fuertemente a los electrones (contraerá el volumen), mientras que el efecto es el contrario en los aniones, que tienen un exceso de carga negativa y el núcleo ya no tiene capacidad de atraer tan fuertemente la nube electrónica, por lo que ésta se expande. Además, el efecto es más acusado cuanto mayor sea la carga del catión o anión correspondiente (monovalente, divalente, trivalente…).

La variación global se puede describir como: aumento hacia la izquierda y hacia abajo, tal y como se muestra en la figura siguiente:

La energía de ionización (EI) o potencial de ionización (PI) es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo en fase gaseosa y estado fundamental, siendo el electrón arrancado el más externo, es decir, el más alejado del núcleo. La ecuación correspondiente se puede escribir como:A (g) + EI –> A+(g) + 1e

El electrón más alejado será el que se halla atraído con menos fuerza por el núcleo y, por tanto, el más fácil de arrancar (requiere menos energía).

Los factores de los cuales depende la energía de ionización son:a) La carga del núcleo atómicob) El apantallamiento que experimentan los electrones externos debido a los electrones internosc) El tamaño del átomod) El tipo de orbital (s, p, d o f)Esencialmente, cuanto mayor es el valor de Z más fuerte atrae los electrones de la corteza y más difícil resulta arrancarlos. Como consecuencia de esto, un átomo cuyo radio es menor tiene los electrones de la última capa más cercanos al núcleo y cuesta más arrancarlos. Así, la energía de ionización varía en sentido contrario a la variación del radio atómico.

En un mismo periodo, la energía de ionización aumenta hacia la derecha, mientras que, en un mismo grupo, aumenta hacia arriba. En esencia, la energía de ionización aumenta hacia arriba y hacia la derecha.

Estados de oxidación

El estado de oxidación es un término convenido por los químicos y se representa por un número de carácter artificial (no tiene un sentido físico estricto), que resulta de un modo particular de

contar los electrones que "pertenecen" a un átomo en una sustancia, comparado con la cantidad

de electrones de valencia que tiene en el estado libre el elemento. Como la definición brindada es "larga y pesarosa" vamos a aclararla.

Características Generales de la Tabla Periódica

Tengamos presente que la forma de la tabla periódica de los elementos más usada en nuestros días que es la tabla larga.

En la figura 11 se muestran algunas características generales de la tabla periódica de los elementos y se hace referencia a su nomenclatura

Los renglones de la tabla periódica se llaman períodos, pues de su longitud depende la periodicidad con que se repiten las propiedades similares según la ley periódica. Debe notarse que los períodos tienen diferente longitud, así el primer período sólo contiene dos elementos (Hidrógeno y Helio), en tanto que el segundo período contiene 8 elementos y el cuarto 18. Adviértase además, que esta longitud está en relación directa con el número de electrones que caben en las diferentes capas de Bohr, y con el número de electrones que se pueden describir con un valor dado del número cuántico principal en el modelo de Schrödinger.

Los períodos sexto y séptimo están "recortados" y los elementos cortados de ahí aparecen separados de la tabla en la parte inferior; esto se hace para no tener una tabla demasiado larga, aunque recientemente es común ver tablas que reincorporan a su período a estos elementos, algunos denominan a este tipo de tablas extralargas.

Las columnas de la tabla se conocen como grupos o familias y contienen como ya lo hemos dicho, a los elementos que tienen propiedades similares y, desde el punto de vista de la teoría, configuraciones electrónicas externas iguales.

Los elementos de la tabla periódica se pueden dividir en tres grandes conjuntos, a saber: elementos representativos que conforman las primeras dos columnas y las últimas seis de la tabla; metales de transición que constituyen diez columnas al centro de la tabla y metales de transición interna que comprenden las catorce columnas de la parte inferior de la tabla.

Los ocho grupos de elementos representativos tradicionalmente se han numerado con números romanos del I al VIII y con el subíndice a, la razón de esto es histórica, pues en la tabla corta los elementos representativos se mezclaban con los de transición, a los que se les asignaba el subíndice b.

Los dos primeros grupos de elementos representativos se conocen como bloque s (Figura 12), debido a que su configuración electrónica del estado fundamental termina en un orbital s. El primer grupo está conformado por una serie de elementos metálicos (a excepción del Hidrógeno) y se denomina grupo de los metales alcalinos.

El segundo grupo es el de los metales alcalinos térreos.

2.- Propiedades de los elementos en la tabla periódica

1. INTRODUCCIÓN

La tabla periódica de los elementos químicos que hoy conocemos es fruto de un vasto trabajo organizativo llevado a cabo por 3 químicos europeos del siglo XIX (Mendeléyev, Meyer y Werner), los cuales conseguieron ordenar los distintos elementos químicos en base a sus propiedades químicas y físicas, entre las que destacan: la afinidad electrónica, el radio atómico, la energía de ionización, el carácter metálico, el poder oxidante y el poder reductor.

A continuación se presenta una tabla-resumen con las principales propiedades de los elementos y cómo varían estas en la tabla periódica. Espero que os sea de utilidad.

 

2. TABLA RESUMEN DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS

En la tabla que se presenta a continuación podréis comprobar cómo varían cada una de las características de los elementos químicos en la tabla periódica. A modo de resumen:

La afinidad electrónica, la energía de ionización y el poder oxidante aumentan cuanto más ARRIBA y a la DERECHA se encuentra el elemento en la tabla periódica.

El radio atómico, el carácter metálico y el poder reductor aumentan cuanto más ABAJO y a la IZQUIERDA se encuentra el elemento en la tabla periódica.

 

Tabla 1. Cómo varían las propiedades de los elementos en la tabla periódica

* Pincha sobre las imágenes para saber más sobre cada una de las propiedades

Afinidad electrónica Energía de ionización Poder oxidante

Radio atómico Carácter metálico Poder reductor

3.- Sentido más amplio, la química, estudia las diversas sustancias que existen en nuestro planeta. Asimismo, las reacciones, que las transforman, en otras sustancias. Por otra parte, la química, estudia la estructura de las sustancias, a su nivel molecular. Y por último, pero no menos importante, sus propiedades.La Química básicamente es todo lo que está a nuestro alrededor debido a la materia, los objetos, las personas nosotros siempre estaremos formados por la materia y como resultado rodeados por la química, a donde vayamos la hallaremos y podemos descubrir millones de cosas o datos curiosos acerca de los objetos comunes o incluso de nosotros mismos. Esta nos ayuda a saber de qué está compuesta la materia de manera microscópica que es lo que no podemos ver a simple vista y también sus transformaciones ante otro tipo de sustancias, con el paso del tiempo o algún otro tipo de suceso. También de cómo se interrelaciona con la energía y las leyes que rigen dichos cambios. Las disciplinas de la química han sido agrupadas por la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre éstas se tienen la química inorgánica, la química orgánica, la bioquímica, la físico-química y la química analítica.Otras ramas de la química han emergido en tiempos recientes, por ejemplo, la neuroquímica que estudia los aspectos químicos del cerebro.Pero también la química se puede relacionar con distintas ciencias como lo son: la física, la biología, la medicina, la astronomía, la arqueología, las matemáticas y la ecología.

Para mí la química hoy en día es indispensable para la vida del ser humano, ya que sin ella no tendríamos gran parte de nuestras cosas, un ejemplo seria el teléfono celular que es muy útil para nosotros los humanos, pero también...

La química como parte de nuestra vida cotidiana.La química es parte de nuestra vida y que está presente en todos los aspectos fundamentales de nuestra cotidianidad. La calidad de vida que podemos alcanzar se la debemos a los alcances y descubrimientos que el estudio de la química aplicada nos ha dado. La variedad y calidad de

productos de aseo personal, de alimentos enlatados, los circuitos dela computadora, la pantalla de la televisión, los colores de las casas, el frio de la nevera y la belleza de un rostro existen y mejoran gracias al estudio de la Química.

4.- De qué manera nos ayudan los elementos químicos en la conservación de alimentos y medio ambiente??

La química y los   alimentos Posted on June 13, 2011 by quimicasociedad

Un alimento es toda sustancia no venenosa, comestible o bebible que consta de componentes que pueden ingerirse, absorberse y utilizarse por el organismo para su mantenimiento y desarrollo.

Desde un punto de vista químico, los alimentos tienen la siguiente composición (en tipos de compuestos químicos):

1) Hidratos de carbono o sus constituyentes.

2) Grasas o sus constituyentes.

3) Proteínas o sus constituyentes.

4) Vitaminas o precursores con los que el organismo puede elaborarlas.

5) Sales minerales.

6) Agua.

Por lo tanto, todo lo que comemos es una mezcla de compuestos químicos.

Actualmente no existen problemas de producción de alimentos en el mundo; y si existe hambre en nuestro planeta es por un problema de distribución, en los que entran en juego intereses sociales, económicos, políticos, bélicos, etc.

A principios del siglo XIX, el filósofo Malthus (1766-1834)  hizo el pronóstico de que en unas décadas la humanidad iba a desaparecer por falta de alimentos. Evidentemente se equivocó.

A pesar de que la superficie de terreno cultivado es mucho menor que hace dos siglos, tenemos alimentos suficientes para alimentar a los habitantes de un problema superpoblado. La razón es que el terreno agrícola es ahora mucho más productivo, es capaz de producir mayores cosechas y estas no se pierden por  culpa de las plagas.

La química ha jugado un papel muy importante en este mayor rendimiento agrícola; proporcionando sustancias químicas que mejoran las cosechas (abonos, fertilizantes), supresores de plantas no productivas (herbicidas selectivos), protectores de plagas (plaguicidas, pesticidas) y aditivos para cosechas (quelantes de cationes).

Todas estas sustancias químicas tienen un papel beneficioso para el ser humano si se usan en la dosis adecuada (la que necesita la cosecha); si se usan en exceso, lo que no se necesita va a los distintos ecosistemas provocando problemas medioambientales.

Además, la química también ayuda a conocer las características del suelo, lo que permite una agricultura más racional. La química proporciona productos que cuidan la salud de nuestro ganado y acuicultura (nuestra principal fuente de proteínas) y purifica y potabiliza el agua.

También es importante destacar que actualmente podemos conservar los alimentos más tiempo y no dependemos, como en el pasado, de un consumo estacional y rápido. Esta situación permite racionalizar mejor la distribución de alimentos. Aunque en la antigüedad ya se conocían alguna manera de conservar alimentos (salmueras, salazones, ahumados, etc.), estos métodos modificaban su sabor y propiedades.  Actualmente disponemos de sustancias químicas más versátiles y con mejores propiedades para conservar alimentos durante más tiempo. Los conservantes son un tipo de aditivos alimentarios.

Un aditivo alimentario es una sustancias que se añade a los alimentos, sin propósito de cambiar su valor nutritivo, principalmente para alargar su periodo de conservación, para que sean más sanos, sepan mejor y tengan un aspecto más atractivo. Los aditivos se clasifican según su función en:

1) Colorantes: modifican el color.

2) Edulcorantes: modifican el sabor

3) Aromatizantes: modifican el olor.

4) Conservantes: impiden alteraciones químicas y biológicas.

5) Antioxidantes: evitan la oxidación de los componentes de alimentos.

6) Estabilizantes: mantienen la textura o confieren una estructura determinada.

7) Correctores de la acidez.

8) Potenciadores del sabor: refuerzan el sabor de otros compuestos presentes.

Los aditivos tienen un código formado por la letra E seguida de tres cifras (E-_ _ _). Aunque a veces se ha especulado que este sistema es oscuro para despistar al consumidor; su objetivo es el opuesto, pues sirve para que sepamos que aditivos tienen los alimentos que consumimos, independientemente del idioma en el que esté escrita la etiqueta o prospecto. La lista de aditivos alimentarios, y sus códigos corerspondientes, se puede descargar aquí.

Sobre el efecto para la salud de los aditivos alimentarios se podría hablar largo y tendido (quizás para futuros artículos en el blog); pero lo que es cierto es que todos los autorizados han tendido que pasar los registros de sanidad y/o consumo correspondientes en los distintos países. Otro asunto es que el uso y la producción masiva y/o descontrolada de algunos de ellos (por ejemplo, los colorantes) pueda ser perjudicial para la salud; pero para tener la certeza de la peligrosidad y/o inocuidad, habrá que seguir investigando; y los científicos del área de la ciencia de alimentos están dedicando muchos esfuerzos a esta tarea.

A. 21. De acuerdo a la lista de fórmulas químicas de productos utilizados en lo cotidiano que aparecen en el cuadro, trata de buscar semejanzas, y agrupar las fórmulas de los compuestos de acuerdo a características parecidas.

Nombre común

Compuesto responsable de

su actividad

Fórmula química del compuesto

activoPara qué se utiliza Agrupación

Sal Cloruro de sodio NaCl Sazonador

Cal viva Óxido de calcio CaO Producción de cal apagada

Hidroxal Hidróxido de magnesio

Mg(OH)2 Antiácido y laxante

Amoniaco Amoniaco NH3 Desinfectante

Leche de magnesia

Hidróxido de magnesio

Mg(OH)2 Antiácido y laxante

Hidrosal Hidróxido de aluminio

Al(OH)3 Antiácido

Hielo seco Dióxido de carbono

CO2 Extinguidor de fuego

Sosa cáustica Hidróxido de sodio NaOH Fabricación de

jabón

Cal apagada Hidróxido de calcio

Ca(OH)2 Neutralizar terrenos ácidos

Mármol, piedra caliza.

Carbonato de calcio

CaCO3 En la industria del cemento, antiácido, prevenir diarrea

Agua Agua pura H2O Beber, lavar.Ácido de batería Ácido sulfúrico H2SO4 Limpiador de

metales.

Cuarzo Óxido de silicio (IV)

SiO2 Arena para construcción

Ácido muriático Ácido clorhídrico HCl Limpiador de

metalesPotasa cáustica

Hidróxido de potasio

KOH Destaquear tuberías

Anestesia Dióxido de nitrógeno

N2O Anestésico

Herrumbre Óxido de hierro (III)

Fe2O3 Polvo

Polvo de hornear

Carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio

NaHCO3 Antiácido, extinguidor de fuego