ELEMENTOS GRUPO A

INTRODUCCIÓN 

La tabla periódica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material didáctico para cualquier estudiante, más aún para estudiantes de química, medicina e ingeniería. De la tabla periódica se obtiene información necesaria del elemento químico, en cuanto se refiere a su estructura interna y propiedades, ya sean físicas o químicas. En esta tabla  se obtienen datos necesarios de algún elemento determinado, en este caso vamos a ver el grupo A,  los conforman, en donde se encuentran, las reacciones y para que se usan.  En ese orden de ideas, se dará a conocer a una continuación información acerca de 4 importantes grupos de elementos, nombrando individualmente todo acerca de este.

OBJETIVOS

• Aprender a diferencias los elementos de grupo A
• Conocer el porqué de la clasificación de los mencionados y su ubicación en la tabla periódica.
• Conocer cuales son los elementos que conforman al grupo A
• Reconocer la presencia e importancia de los elementos mencionados en el medio ambiente. 

GRUPO 4A CARBONOIDEOS

El grupo 4A, grupo de los carbonoideos, o grupo 14 de la tabla periódica, se encuentra conformado por los siguientes elementos: 

1. Carbono: Este elemento de número atómico 6 y masa molecular 12.01, es un no metal sólido, reconocido por ser la principal materia prima y fuente para dar lugar a compuestos orgánicos al tener la capacidad de unirse consigo mismo formando cadenas y con otros elementos como los halógenos, creando así una infinidad de compuestos. Es el segundo de mayor abundancia en la naturaleza presente en forma de carbón, diamante y grafito.

1. Silicio: Es el segundo elemento del grupo. Tiene como número atómico 14 y como masa atómica 28.086 y se clasifica como metaloide. Es el segundo elemento más abundante en la Tierra luego de Oxígeno. Se encuentra presente en la composición del cuarzo y otros minerales; ampliamente usado en la industria del acero y creación de circuitos, y sus silicatos para la elaboración de vidrios, esmaltes, barnices, cemento, porcelana, etc.

1. Germanio: Es un elemento con apariencia metálica y coloración gris plata. Su número atómico es 32 y su masa atómica es 72.59. Aunque su apariencia y textura son metálicas, sólo adquiere propiedades de un metal bajo condiciones especiales, ya que a temperatura ambiente es frágil y quebradizo. Se encuentra en la naturaleza en forma de sulfuro o como sulfuros minerales de otros elementos como el Cobre, Zinc, Plomo, Estaño y Arsénico. Es ampliamente usado en la industria de óptica de infrarrojos y la joyería en aleación con el oro y como elemento endurecedor. 

1. Estaño: Es el cuarto elemento en orden descendente del grupo, por lo cual tiene más propiedades metálicas que lo anteriores. Tiene como número atómico 50 y peso atómico 118.69. Posee la capacidad de fundirse a bajas temperaturas, pero tiene un punto de ebullición alto. Es suave, flexible y resistente a la corrosión. Un uso importante es el recubrimiento del acero en envases para la conservación de alimentos y bebidas, además de aleaciones para soldar y diversas. 

1. Plomo: El plomo es un metal pesado. Tiene como número atómico 82 y como masa atómica 207.19. Presenta un color plateado con tonalidad azul mate. Se caracteriza por tener elasticidad molecular dependiente de la temperatura del ambiente, formar aleaciones con otros metales en que generalmente se le da un uso industrial teniendo alto grado de toxicidad, pudiendo causar la muerte por un mal manejo, ser anfótero al formar sales de plomo de los ácidos y no estar presente en su estado normal sino como sulfuros, carbonatos y sulfatos. 

1. Flerovio: Posee como número atómico el 114 y peso atómico 285. Es el último elemento del grupo. Aunque es poco conocido, destacan sus propiedades radiactivas, además de comportarse en reacciones químicas de manera particular al ser el primer elemento super pesado y presentar propiedades de gas noble debido a efectos relativistas. Su producción y uso, teniendo en cuenta sus propiedades, se limita a la investigación científica desde su descubrimiento en Rusia en el año 1999 y hasta ahora. 

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS CARBONOIDEOS.

• Los elementos del grupo 14 poseen algunas propiedades químicas similares, entre estas tenemos:
•  No reaccionan con el agua.
•  El germanio, estaño y plomo son atacados por los ácidos. 
•  Son atacados por disoluciones alcalinas desprendiendo hidrógeno, a excepción del elemento carbono. 
• Reaccionan con el oxígeno formando óxidos. Siendo los óxidos de carbono y silicio ácidos, el de estaño anfótero (es decir, que reacciona con ácidos y bases calientes) y lo mismo sucede con el plomo. 
• Al formar hidruros presentan la habilidad de formar concatenación. La concatenación es la propiedad que poseen algunos elementos de unirse con otro átomo del mismo elemento para formar cadenas ya sea lineales ramificadas o cíclicas. Esta predisposición disminuye al descender en el grupo. La concatenación se le atribuye al elemento carbono, aunque también es un fenómeno suscitado en el silicio. Este fenómeno es la raíz de la química orgánica. 
• Las propiedades físicas y químicas varían mucho desde el primero (carbono, no metal, forma compuestos covalentes con los no metales e iónicos con los metales) al último (plomo, metal): el carbono es muy duro (diamante) y el plomo rayado con las uñas. El silicio y germanio son metaloides de dureza intermedia. Al descender en el grupo desciende la fuerza de enlace entre los átomos y como consecuencia los puntos de fusión y ebullición.

GRUPO 5A NITROGENOIDEOS

El grupo V A, actualmente grupo 15 o grupo del nitrógeno, se encuentra conformado por los siguientes elementos: 

1. Nitrógeno: El nitrógeno (N) es un gas que tiene como número atómico el 7 y su masa molecular es 14. Según los elementos con los que reaccione y los procesos naturales o sintéticos que sufra, sus usos son variados: se logra la obtención de amoniaco por determinado proceso para luego tener ácido nítrico, fertilizantes y tintes de cabello. Sus compuestos orgánicos, como la nitroglicerina, son altamente explosivos. Como proceso natural, encontramos el Ciclo del nitrógeno, donde por fijación bacteriana llega de la atmósfera al suelo para ser aprovechado por las plantas en forma de 𝑁𝐻3 para finalmente ser devuelto a la atmósfera. Así, los compuestos nitrogenados tienen gran importancia en la agricultura y en la industria química. 

1. Fósforo: El fósforo es un no metal con número atómico 15 y peso atómico 30.97. El fósforo se combina para crear las bases de muchos compuestos, entre los que destacan los fosfatos, que juegan un papel importante en los procesos de transferencia de energía en cualquier ser vivo: metabolismo, fotosíntesis, función nerviosa, acción muscular, etc. Además, en la agricultura y la industria es usado para elaborar fertilizantes, relleno de detergentes, aditivos para alimentos y fármacos, pólvora, entre otros.

1. Arsénico: Este elemento metaloide o semimetal, tiene como número atómico 33 y masa atómica 74,92; es un elemento semimetálico sólido, de color gris metálico, que forma compuestos venenosos; se usa principalmente en la fabricación de vidrio y de gases venenosos. El arsénico se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza en minerales y el suelo, además de poder introducirse en el agua o el aire por corrientes de polvo o aguas de escorrentía. Así, se le conoce como un elemento altamente tóxico, causante de graves afecciones de salud como cáncer y lesiones cutáneas, esto ocasionado principalmente por ingesta de agua o alimentos contaminados con el arsénico en su estado inorgánico. 

1. Antimonio: Este elemento tiene como número atómico 51 y masa atómica 121.75. Es un metaloide que, en estado, sólido de color blanco azulado, brillante y frágil. Difiere de los otros metales al tener en estado sólido menor conductividad que en estado líquido. Se obtiene como subproducto luego de refinar ciertos minerales como el cobre y el plomo. La exposición a altos niveles de antimonio al tener contacto cutáneo, ingerir o respirar, puede ocasionar lesiones en la piel, los ojos y los pulmones.

1. Bismuto: El bismuto tiene como número atómico 83 y peso atómico 208.980. Presenta un color blanco grisáceo y características físicas y químicas de un metal lo cual hace que sea clasificado como tal, aunque presente una conductividad térmica notablemente baja en comparación con los demás metales. Se comporta inerte al estar expuesto al aire seco, pero se oxida ante cualquier contacto con humedad, estando presente en la naturaleza como metal libre o minerales.Sus usos más comunes son en la industria farmacéutica y para la fabricación de partes fundibles de rociadores, calentadores de agua, cilindros, etc. 

1. Moscovio: Tras investigaciones y experimentos, científicos rusos lograron, en el 2003, descubrir que el elemento sintético Moscovio podía ser ubicado en la tabla periódica como el elemento 115 teniendo un peso de 288. Tiene propiedad de radiactivo, además de que por ser un elemento superpesado (todo elemento que se ubique después del Uranio, con número atómico 92,se considera superpesado) tiene una existencia efímera de segundos antes de desintegrarse a temperatura ambiente.

Características generales de los nitrogenoideos: 

- A alta temperatura son muy reactivos y suelen formarse enlaces covalentes entre el N y el P y enlaces iónicos entre Sb y Bi y otros elementos. El nitrógeno reacciona con O2 y H2 a altas temperaturas. 

Ejemplo de reacción con H2: N2 + 3H2 → 2NH3 

● El bismuto reacciona con O2 y con halógenos, formando bismita y bismutina entre otros compuestos. ● Son muy reactivos a alta temperatura 
● Todos poseen al menos el estado de oxidación -3 debido a la facilidad que tienen de ganar o compartir 3 electrones para alcanzar la configuración del gas noble correspondiente.
 ● También poseen el estado de oxidación + 5 de manera que tienen facilidad para perder 5 electrones y quedarse con la configuración de gas noble del periodo anterior .
 ● En este grupo se acentúa la tendencia de las propiedades no metálicas.
 ● Tienen tendencia a la polimorfia, es decir, existen variedades alotrópicas con propiedades físico-químicas muy diferentes: Fósforo blanco, rojo, negro violeta; Arsénico gris, amarillo…;Antimonio gris, amarillo... 

GRUPO 6A GRUPO DE LOS ANFIGENOS

El grupo VI A, grupo 16 o grupo del oxígeno, por encontrarse muy cerca del extremo derecho de la tabla periódica, se concediera como un grupo no metálico, aunque este carácter aumente al ir descendiendo. Los elementos que lo conforman son:

1. Oxígeno: Este gas de número atómico 8 y peso atómico 32 (en su estado diatómico normal), es el elemento más abundante en todo el planeta Tierra, al hacer parte del aire respirable, el agua, los óxidos y la sales.Cumple un papel importante en la formación de compuestos en reacciones químicas; permite la respiración celular y por ende procesos químicos que garantizan la realizan de funciones vitales en todos los seres vivos.

1. Azufre: Es un no metal de número atómico 16 y masa 32. Se caracteriza por su coloración amarillenta, olor desagradable, ser polimórfico y poseer variedades alotrópicas, cualidad que hizo que durante años no fuera reconocido como un elemento; insolubilidad en el agua y ligera solubilidad en el alcohol etílico. Se puede encontrar en la naturaleza de forma libre en yacimientos o depósitos volcánicos. Su uso y presencia cotidiana más común es haciendo parte del ácido sulfúrico actuando como anticorrosivo, pero también es empleado en la fabricación de pólvora, laxantes, fósforos, etc.

1. Selenio: Este metaloide tiene como número atómico 34 y peso 78.96. Se encuentra ampliamente distribuido en la tierra, generalmente presente como seleniuros de elementos pesados, pues se encuentra en muy poca proporción como elemento libre. Su composición hace que arda en contacto con el aire produciendo dióxido de selenio. Al igual, reacciona directamente con metales y no metales. Posee la característica particular de causar efecto fotoeléctrico, convirtiendo la luz en energía, y tener mayor conductividad al exponerse a esta.

1. Telurio: Es un metaloide que tiene como número atómico 52 y peso atómico 127.6. Es insoluble en agua y en ácido clorhídrico pero muy soluble en ácido nítrico y agua regia. Tiene la capacidad de reaccionar con hidrógeno y algunos metales para formar los Teleruros, compuestos usados en la química orgánica sintética empleados para procesos de oxidación, reducción, deshalogenación, etc. Además, se quema en el aire desprendiendo una flama azul y reacciona con los halógenos. Está presente en la naturaleza como elemento libre o generalmente asociado al Selenio.

1. Polonio: Este es un metal sólido que tiene como número atómico 84 y peso atómico 210. Se encuentra de forma natural en minerales que contengan uranio o radio y se caracteriza por ser altamente radioactivo y tóxico. Sus propiedades químicas son similares a las del Telurio y el Bismuto. Los usos del polonio son limitados debido a su toxicidad y alta radiactividad; sin embargo, está presente en el tabaco, debido a que es usado en la elaboración de fertilizantes fosfatados, los cuales, al ser absorbidos por la planta de tabaco, hacen que este se integra a sus tejidos y hace que emitan radiación alfa, la cual es la causante del cáncer de pulmón por tabaquismo.

1. Livermorio: Es un metal sintético descubierto en el año 2000 en un laboratorio de EE.UU. Es altamente radioactivo y transactínido (posee un número atómico mayor al uranio (92), actínido.) Tiene como número atómico 116 y una masa atómica de 292. Sus usos hasta ahora se limitan a la investigación científica, debido principalmente a ser un elemento muy inestable y con una vida media muy reducida.

Características generales de los Anfígenos:

● Configuración electrónica: ns2p4. 

● Los Estados de Oxidación más usuales son: - 2, +2, +4 y +6. 

● El oxígeno y azufre son no-metales, mientras que el carácter metálico aumenta del selenio al polonio. ● El oxígeno es un gas diatómico. 

● El azufre es un sólido amarillo formado por moléculas cíclicas de ocho átomos. 

● El polonio un metal pesado. 

● El carácter ácido de los oxoácidos disminuye según se desciende en el grupo, mientras que el de los calcogenuros de hidrógeno aumenta, siendo todos ellos débiles en disolución acuosa. 

● Las combinaciones hidrogenadas de los elementos de este grupo, con excepción del agua, son gases tóxicos de olor desagradable.

GRUPO 7A LOS HALOGENOS

El grupo VII A es el grupo de los halógenos o grupo 17 actualmente según la IUPAC. Este grupo se compone de 5 elementos: Flúor, Cloro, Bromo, Yodo y Astato. Estas son sus características particulares: 

1. Flúor: Este elemento tiene cómo número atómico 9 y un peso de 19 g/mol. El flúor es un gas diatómico que a temperatura se presenta de tonalidad amarilla. Es el más electronegativo y reactivo de todos los elementos, tóxico en contacto con la piel y causa quemaduras de alta gravedad. Tiene la capacidad de reaccionar y generar compuestos prácticamente con todos los elementos, entre los cuales destacan los clorofluorocarbonos (CFC), usados ampliamente en los refrigerantes de acondicionadores de aire, aerosoles y teflón. Como función natural en el cuerpo humano, el flúor contribuye a la formación de huesos fuertes, conservación del esmalte dental y prevención de caries.

1. Cloro: Tiene como número de oxidación 17 y masa atómica 35.45. En condiciones normales y estado puro, se presenta como un gas amarillo- verdoso altamente tóxico y de olor desagradable. Aunque no es frecuente encontrarlo en este estado, al ser altamente radioactivo (pero en menor medida que el flúor); por lo cual se encuentra como cloruro, clorito, clorato, en minas de sal como cloruro de sodio y en el agua de mar. Es empleado en diferentes ramas de la industria: como blanqueador para el papel y textiles, desinfectante y eliminador de microorganismos en depósitos de agua y dispositivos sanitarios, anticorrosivo, elaboración de medicinas, etc. En forma de cloruro de sodio (NaCl) se presenta como la sal común de cocina apta para el consumo humano, hace parte de la dieta fundamental y participa de manera muy activa en los procesos digestivos.

1. Bromo: Tiene como número atómico 35 y un peso atómico de 80. Es un no metal que se presenta en su estado normal como un líquido rojo, volátil y denso, y tiene una radioactividad intermedio entre el cloro y el yodo. Sus compuestos y derivados tienen diferentes aplicaciones en la industria y la medicina: los bromuros componen los sedantes, el bromuro de plata hace parte de las placas fotográficas y ciertos compuestos tratados pueden combinarse con el agua como agente desinfectante. Se encuentra en la naturaleza con mayor abundancia en la hidrosfera, y cuenta con un alto grado de toxicidad que puede resultar mortal al ingresar cualquier mínima cantidad de sustancia por vía cutánea, inhalación o ingestión. 

1. Yodo: Es un no metal sólido de color negro azulado presente en forma diatómica. Tiene como número atómico 53 y peso atómico 127, por lo cual se considera un elemento superpesado. Al igual que todos los alógenos, reacciona con prácticamente todos los elementos para dar lugar a las sales, y al calentarse, libera vapores de color violeta con un olor fuerte y amargo. Es el halógeno con menor electronegatividad. Gran mayoría de sus compuestos están presenten en el agua de mar, los suelos, las rocas, las algas y algunos animales marinos. Como componente del organismo humano, es un oligoelemento de la hormona de la tiroides, por lo cual es necesaria en la dieta una ingesta balaceada de alimentos que lo contengan (pescados y mariscos, principalmente) ya que su ausencia total o parcial ocasionaría inestabilidad en el metabolismo basal. En reemplazo de los alimentos mencionados, existen sales yodadas para suplementar la ingesta de los mencionados.

1. Astato: Es el elemento más radioactivo y pesado de los halógenos, su número atómico es 85 y su peso atómico es 210. Se produce de manera artificial por degradación del uranio o del torio y su inestabilidad hace que su vida media sea muy reducida. En solución acuosa, sus propiedades son muy similares a las que presenta el Yodo, principalmente el grado de toxicidad. Actualmente, los usos del astato se limitan a la investigación científica, la creación artificial de nuevos isótopos y de compuestos en laboratorios especializados. Su abundancia en la tierra es de menos de 30 gramos, por lo que no se conocen efectos nocivos en la salud humana o en el ambiente.

Características generales de los halogenos 

● Son elementos monovalentes, es decir, que sólo tienen un número de valencia. En los halógenos la valencia es -1. 

● Poseen afinidad por el hidrógeno, formando los llamados hidrácidos. 

● Tienen poca afinidad por el oxígeno, por lo que no forman óxidos sino a muy altas temperaturas. 

● Se combinan con los metales formando las sales halógenas. 

● Los halógenos son fuertes oxidantes y reaccionan principalmente con los metales alcalinos (familia I A) que presentan la tendencia de ceder un electrón. 

● También reaccionan con metales y gases nobles (familia VIII A). Junto con los gases nobles, los halógenos están constituidos por no metales. Todos los elementos de este grupo forman moléculas diatómicas, por ejemplo F2, Cl2, Br2, I2. 

● Poseen una característica en común que es la de presentar 7 electrones en la última capa de valencia a partir de la configuración electrónica (np5). 

● Por eso, tienen la tendencia de ganar un electrón. Por medio del enlace iónico, resultan en un anión monoatómico, iones monovalentes negativos (X-1) denominados iones haluro. El cloruro de sodio (sal de cocina) Na+Cl– es un ejemplo