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Unidad 2: Elementos
Químicos y su
Clasificación.
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ENERGIA DE IONIZACION.• La energía de ionización, también llamada potencial de ionización, es la energía que
hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para
arrancarle el electrón más débil retenido.
• Podemos expresarlo así:
• X + 1ªE.I. X+ + e-
• Siendo esta energía la correspondiente a la primera ionización. La segunda energía
de ionización representa la energía necesaria para arrancar un segundo electrón y su
valor es siempre mayor que la primera, ya que el volumen de un ión positivo es
menor que el del átomo neutro y la fuerza electrostática es mayor en el ión positivo
que en el átomo, ya que se conserva la misma carga nuclear:
• X+ + 2ªE.I. X2+ + e-
• Puedes deducir tú mismo el significado de la tercera energía de ionización y de las
posteriores.
• La energía de ionización se expresa en electrón-voltio, julios o en Kilojulios por mol
(kJ/mol).
• 1 eV = 1,6.10-19 culombios . 1 voltio = 1,6.10-19 julios
• En los elementos de una misma familia o grupo la energía de ionización
disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba
abajo.
• En los alcalinos, por ejemplo, el elemento de mayor potencial de ionización
es el litio y el de menor el francio. Esto es fácil de explicar, ya que al
descender en el grupo el último electrón se sitúa en orbitales cada vez más
alejados del núcleo y, además, los electrones de las capas interiores ejercen
un efecto de apantallamiento frente a la atracción nuclear sobre los
electrones periféricos por lo que resulta más fácil extraerlos.
• En los elementos de un mismo período, la energía de ionización crece a
medida que aumenta el número atómico, es decir, de izquierda a derecha.
• Esto se debe a que el electrón diferenciador está situado en el mismo nivel
energético, mientras que la carga del núcleo aumenta, por lo que será mayor
la fuerza de atracción y, por otro lado, el número de capas interiores no
varía y el efecto de apantallamiento no aumenta.
• La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya
que su configuración electrónica es la más estable, y por tanto habrá que
proporcionar más energía para arrancar un electrón. Puedes deducir y
razonar cuáles son los elementos que presentan los valores más elevados
para la segunda y tercera energías de ionización.3
Afinidad Electrónica.
• Es la energía liberada cuando un átomo
gaseoso en su estado fundamental capta un
electrón libre y se convierte en un ión mono
negativo.
• X +e- X- + A.E.
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NUMEROS DE OXIDACION.• 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: +I,
+II, +III, +IV, -I, -II, -III, -IV, etc.
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ELECTRONEGATIVIDAD.• Según L. Pauling, la electronegatividad es la tendencia o capacidad de un
átomo, en una molécula, para atraer hacia sí los electrones. Ni las
definiciones cuantitativas ni las escalas de electronegatividad se basan en la
distribución electrónica, sino en propiedades que se supone reflejan la
electronegatividad.
• La electronegatividad de un elemento depende de su estado de oxidación y,
por lo tanto, no es una propiedad atómica invariable. Esto significa que un
mismo elemento puede presentar distintas electronegatividades
dependiendiendo del tipo de molécula en la que se encuentre, por ejemplo,
la capacidad para atraer los electrones de un orbital híbrido spn en un
átomo de carbono enlazado con un átomo de hidrógeno, aumenta en
consonancia con el porcentaje de carácter s en el orbital, según la serie
etano < etileno(eteno) < acetileno(etino).
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• La escala de Pauling se basa en la diferencia entre la energía del enlace A-
B en el compuesto ABn y la media de las energías de los enlaces
homopolares A-A y B-B.
• R. S. Mulliken propuso que la electronegatividad de un elemento puede
determinarse promediando la energía de ionización de sus electrones de
valencia y la afinidad electrónica. Esta aproximación concuerda con la
definición original de Pauling y da electronegatividades de orbitales y no
electronegatividades atómicas invariables.
• E. G. Rochow y A. L. Allred definieron la electronegatividad como la
fuerza de atracción entre un núcleo y un electrón de un átomo enlazado.
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APLICACIÓN: IMPACTO
ECONOMICO O AMBIENTAL
DE ALGUNOS ELEMENTOS.
• La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza combinados
químicamente forma de minerales.
Mineral: Un mineral es una sustancia natural con una composición química
característica, que varía sólo dentro de ciertos límites.
Un depósito mineral cuya concentración es adecuada para extraer un metal
específico, se conoce como mena. En la siguiente tabla se agrupan los
principales tipos de minerales además también podemos observar una
clasificación de los tipos de minerales además también podemos observar
una clasificación de los metales basados en sus minerales.
Además de los minerales encontrados en la corteza terrestre, el agua de mar
es una rica fuente de algunos iones metálicos.
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• LOS METALES SE CLASIFICAN DE LA SIGUIENTE
MANERA:
* Metales nativos = Ag, Au, Bi, Cu, Pd, Pt
* Carbonatos = Ba C O3.Mg CO 3(dolomita),Pb CO 3
* Halogenuros = Ca F 2(fluorita), Na Cl(halita)KCl
* Óxidos = Al 2 O 3.2H2O(bauxita), Al 2 O 3(corindón)
* Fosfatos = Ca3(PO4)2(roca fosfórica), Ca5(PO4)3OH
* Silicato = Be 3 Al 2 Si 6 O 18(berilio),Zr Si O 4
* Sulfuros = Ag 2 S(argentita),CdS(grenoqita),Cu 2 S
* Sulfatos = Ba SO 4(barita), Ca SO 4?(anhidrita), Pb SO 4
La clasificación se puede realizar atendiendo a muy diversos
criterios, desde su proceso de formación en la Naturaleza hasta
su tipo de cristalización, pasando por el que se basa en su
composición química.
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ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS
EN LA NATURALEZA.
Es el segundo elemento más abundante en la naturaleza, después del
oxígeno, constituyendo aproximadamente un 28% de la corteza
terrestre.
Es el segundo elemento más abundante en la naturaleza, después del
oxígeno, constituyendo aproximadamente un 28% de la corteza
terrestre.
No se presenta en estado elemental, pero se encuentra en forma de
dióxido de silicio y en forma de silicatos complejos.
El silicio constituye aproximadamente un 40% de todos los minerales
comunes, incluyendo más del 90% en las rocas ígneas.
El cuarzo mineral, variedades de cuarzo (tales como ónix, pedernal, y
jaspe), y los minerales como la cristobalita son las formas en que se
presenta en la naturaleza el silicio cristalizado.
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• El dióxido de silicio es el principal constituyente de la arena.
Silicatos como el de aluminio, calcio y magnesio son los
constituyentes principales de arcillas, feldespatos, micas y de
piedras semipreciosas como olivina, granate, circonita, topacio, y
turmalina.
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ELEMENTOS DE
IMPORTANCIA ECONOMICA.• Oxigeno (O). Este elemento también se encuentra en el aire de
la atmósfera y es muy importante en la vida del ser humano ya
que el depende de su respiración.
También se utiliza ampliamente en la industria y también se
utiliza en la soldadura autógena o acetilénica.
El oxígeno puede ser tóxico a elevadas presiones parciales.
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• Algunos compuestos como el ozono, el peróxido de hidrógeno
y radicales hidroxilo son muy tóxicos. El cuerpo humano
posee mecanismos de protección contra estas especies tóxicas.
Por ejemplo la glutation actúa como antioxidante, al igual que
la bilirrubina.
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