INTRODUCCIÓN
A continuación se identificaran los elementos que constituyen cada uno de los grupos 4,5,6,7. Además se reconocerá su aplicación y uso industrial, así como sus propiedades y características en la corteza terrestre.
OBJETIVOS
- Reconocer cada uno de los elementos que hacen parte del grupo 4,5,6,7.
- Identificar las características de los elementos.
- Identificar las propiedades físicas y químicas de cada elemento.
- Reconocer el uso y aplicación de los elementos.
GRUPO 4 IV
El Grupo XIV de la tabla periódica (anteriormente llamado Grupo IV A) es conocido como grupo de carbono o de los carbonoideos, está conformado por los siguientes elementos:
La mayoría de estos elementos son conocidos y difundidos.
La posición central de este grupo ocasiona que su comportamiento sea especial, sobre todo el Carbono como su primer elemento, tiene la propiedad de unirse consigo mismo, formando cadenas y dando lugar así a una infinidad de compuestos que constituyen la llamada Química Orgánica.
El carácter metálico aumenta considerablemente conforme se desciende en el grupo, siendo el carbono un no-metal, el silicio y el germanio semimetales y el estaño, el plomo y el ununquadio típicos metales.
El Silicio es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre, ya que forma parte principal de los circuitos integrados. Los tres primeros en el grupo, que corresponden al Carbono, Silicio y Germanio no forman uniones iónicas, sus números de oxidación son 2 y 4;sin embargo en el Carbono y en el Silicio predominan los compuestos de número de oxidación 4(CO2 y SIO2) y en el plomo y en el estaño, el número de oxidación 2 (PbO y SnO).
CARACTERÍSTICAS
- En sus capa externa poseen cuatro electrones de valencia dos en una subcapa s y dos en subcapas p.
- El Carbono, el Estaño y el Plomo pueden intercambiar 2 ó 4 electrones, en tanto que el Silicio y el Germanio sólo pueden intercambiar 4.
- El Carbono actúa como un no metal.
- El Silicio como un anfótero
- Los restantes tienen características metálicas.
- El Carbono se diferencia de los otros por su posibilidad de formar cadenas y anillos uniéndose a otros carbonos (Química Orgánica).
- El Germanio, el Estaño y el Plomo forman haluros, óxidos y sulfuros como lo hacen la mayoría de los metales.
- Configuración electrónica: ns2p2
- Mientras el Carbono en su forma de diamante es duro, los metales son más blandos, los semimetales tienen fuerza media.
- El plomo es tóxico.
REACCIONES
- No reaccionan con el agua.
- El Plomo reacciona con el ácido nítrico formando nitratos solubles.
- El Carbono reacciona con el óxido cúprico (Cu +2) produciendo dióxido de carbono.
- El Carbono reacciona con el vapor de agua formando dióxido de carbono e hidrógeno gaseoso.
- El Estaño y el Germanio reaccionan con el ácido nítrico para general óxidos insolubles.
- Las bases fuertes atacan a los elementos de este grupo excepto al Carbono, desprendiendo hidrógeno.
- Reaccionan con el Oxígeno formando Óxidos.
ABUNDANCIA EN LA NATURALEZA
- Carbono: Se encuentran distribuidos en la naturaleza, constituye el 0,032% de la corteza terrestre.
- Silicio: Excede a cualquier elemento menos al Oxígeno. Constituye el 27,72% de la corteza sólida de la tierra.
- Germanio: Se encuentra muy distribuido en la tierra con una abundancia del 6.7 partes por millón.
- Estaño: Elemento 49 en la abundancia de la corteza terrestre.
- Plomo: Elemento 36 en orden de abundancia de la corteza.
APLICACIONES
- El Silicio y el Germanio se emplean como semiconductores en electrónica.
- El óxido de Silicio en la fabricación de vidrios.
- El Carbono y sus derivados se utiliza como combustible y en la síntesis de productos orgánicos.
- El Estaño se utiliza para soldadura.
- El Plomo es utilizado para la fabricación de tuberías.
- El grafito del Carbono se utiliza para fabricar minas de lápices.
- El Silicio se utiliza para la elaboración de lubricantes, repelentes de agua, pinturas, adhesivos y siliconas.
REACCIONES QUÍMICAS
- Carbono: El Carbono forma dos óxidos principales: monóxido de Carbono (CO2), que se crea cuando se quema este y dióxido de Carbono (CO2).
- Silicio: Presenta un estabilidad térmica y se comporta como líquidos en un gran intervalo de temperatura. La descomposición térmica ocurre por debajo de 110 C° y se presenta generalmente alrededor de 170C°.
DATOS DEL CARBONO
OBTENCIÓN DEL CARBONO
- Grafito: Se obtiene por la descomposición del Carburo de Silicio en un horno eléctrico. Se utiliza para la construcción de reactores nucleares.
- Diamante: Existe en el seno de las rocas eruptivas. Su dureza y alta dispersión de luz lo hace efectivo para aplicaciones industriales y joyería. Es el mineral más duro conocido.
- Carbón de Coque: Es el producto residual en la destilación de la hulla. Se utiliza como combustible.
- Carbono amorfo: Nombre utilizado para llamar a un carbono que no tiene la estructura cristalina. Se obtiene por descomposición térmica de sustancias orgánicas.
- Fullerenos: Se encuentra en el humo de los fuegos y en las estrellas gigantes rojas. Se utiliza como lubricante.
DATOS DEL SILICIO
OBTENCIÓN DEL SILICIO
- Mediante el óxido de Silicio.
- Reducción de sílice con Carbono o carburo de calcio en un horno eléctrico con electrodos de carbono.
- Reducción del tetracloruro de silicio con hidrógeno (para obtenerlo de forma pura)
USOS DEL SILICIO
- Es vital para la industria y la construcción
- Es un componente importante de los ladrillos, hormigón y cemento.
- El flujo eléctrico puede ser controlada por el uso de partes de silicio
- Los silicatos se pueden utilizar tanto cerámica como esmalte.
- La arena, que contiene silicio, es importante en la construcción de los vidrios.
- La silicona, polímero derivado del silicio.
- El Carburo de silicio se utiliza para componentes refrectariados.
DATOS DEL GERMANIO
OBTENCIÓN DEL GERMANIO
- Se obtiene como subproducto en los procesos de obtención del cobre, zinc y en las cenizas de ciertos carbonos.
APLICACIONES
- Se utiliza como semiconductor.
- El germánico dopado con arsénico se utiliza como transistor.
- Se utiliza para la elaboración de prismas, lentes y ventanas.
- El germanio se utiliza como detector de la radiación gamma.
DATOS DEL ESTAÑO
OBTENCIÓN DEL ESTAÑO
- Se obtiene del mineral casiterita (óxido de Estaño (IV))
APLICACIONES
- Se utiliza para producir vidrio de ventanas.
- Se emplea como recubrimiento de metales.
- El cloruro de Estaño se utiliza para producir capas conductoras.
DATOS DEL PLOMO
OBTENCIÓN DEL PLOMO.
- Se obtiene a través de sulfuros minerales, tras un previo enriquecimiento es tostado y sinterizado en un horno, obteniéndose así el óxido de plomo.
APLICACIONES
- El plomo se utiliza como batería de automóviles.
- Se utiliza como fontanería, aparatos químicos y municiones.
- El cromato de plomo se utiliza como pigmentos en pinturas.
GRUPO 5 V
Los nitrogenoides o Nitrogenoideos son un grupo de elementos conocido como Grupo VA, Grupo 15 o Grupo del Nitrógeno en la Tabla Periódica de los Elementos. Este grupo está compuesto con los siguientes elementos:
PROPIEDADES
- Su configuración electrónica es:
- 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, negro y violeta; arsénico gris, amarillo; antimonio gris, amarillo.
PROPIEDADES
DATOS DEL NITRÓGENO
OBTENCIÓN DEL NITRÓGENO
- Se obtiene de la atmósfera por licuación y destilación fraccionada.
- Se obtiene mediante descomposición térmica de nitrito amónico en disolución acuosa.
- Por descomposición de amoniaco en presencia de níquel en polvo.
APLICACIONES
- El dióxido de carbono se utiliza como anestésico
- Se usa como atmósfera inerte en tanques de explosivos líquidos.
- Se utiliza en la industria del petroleo para incrementar la presión en los pozos y forzar la salida del crudo
- El nitrógeno líquido se utiliza como refrigerante en la industria alimentaria
- Los cianuros se utilizan para crear acero templado.
CARACTERÍSTICAS
- Tiene reactividad muy baja.
- A temperaturas ordinarias reacciona lentamente con el litio.
- A altas temperaturas reacciona con el cromo, silicio, titanio, aluminio, boro, berilio, magnesio, bario, estroncio, calcio y litio para formar nitritos.
DATOS DEL FÓSFORO
OBTENCIÓN DEL FÓSFORO
- Métodos electro químicos.
- Atmósfera seca.
- Mineral molido mezclado con coque y arena
APLICACIONES
- El fósforo rojo se utiliza en la fabricación de fósforos de seguridad
- Puede utilizarse para bombas de humo, balas trazadoras, bombas incendiarias
- Se utiliza para la fabricación de detergentes.
- Se usa en la fumigación de cereales
DATOS DEL ARSÉNICO
OBTENCIÓN DEL ARSÉNICO
Se obtiene a través del mineral arsenopirtita.
APLICACIONES
- Se utiliza en los bronces y otros dispositivos de estado sólido.
- Se emplea en la construcción de láseres.
- Se utiliza en la industria del vidrio
- Se usa como veneno
- Es un gas venenoso
- Se usa como colorante
DATOS ANTIMONIO
CARACTERÍSTICAS
Es un sólido cristalino, fundible, quebradizo, blanco plateado que presenta una conductividad eléctrica y térmica baja y se evapora a bajas temperaturas .
OBTENCIÓN
- Se obtiene como subproducto en los procesos metalúrgicos de cobre y plomo.
- Se obtiene fundiendo el mineral estibina.
APLICACIONES
- Usado en la tecnología para fabricar detectores de infrarrojos .
- Se utiliza para baterías, armas pequeñas, revestimiento de cables, ect
- Se usa para elaborar la masa inflamable de las cerillas
- Se usa como catalizador.
DATOS DEL BISMUTO
OBTENCIÓN DEL BISMUTO
- Se purifica mediante fusión de zonas.
- Se obtiene por subproducto del refinado de metales como: plomo, cobre, oro, plata y estaño.
APLICACIÓN
- Fabricación de perlas artificiales.
- Se emplea para fabricar vidrios de alto indice de refracción y esmaltes de color amarillo.
- Origina materiales de bajo punto de fusión utilizadas en sistemas de detección y extinción de incendios.
GRUPO 6 VI
El grupo 16 de la tabla periódica es también llamado como anfígenos, calcógenos o la familia del oxígeno. El término anfígeno procede del griego y significa formador de ácidos y bases. Por su parte, el término calcógeno proviene del griego y significa formador de minerales.
Está conformado por los siguientes elementos:
PROPIEDADES FÍSICAS
- Las propiedades físicas de este grupo varían mucho en cada elemento y el carácter metálico aumenta del selenio al polonio.
- El oxígeno en ambientes estándar de presión y temperatura se encuentra formando el dioxígeno, un gas diatómico incoloro, inodoro e insípido con fórmula O2.
- Otro alótropo importante es el trioxígeno (O3) o como normalmente se le conoce, el ozono. El ozono es un gas de olor picante y habitualmente incoloro, pero en altas concentraciones puede tornarse levemente azulado.
- El azufre es un no metal sólido de color amarillo limón que presenta un olor característico. Se presenta en varias formas alotrópicas, por ejemplo en estado sólido se pueden apreciar las variedades rómbica y monoclínica (anillos S8), azufre plástico (cadenas Sn).
- Por su parte, en estado líquido formando anillos S8 y cadenas de longitud variable y en fase gaseosa formando cicloazufre, que son cadenas Sn (n = 3-10), S2.
- El selenio es un metaloide que presenta, al igual que el azufre, varias formas alotrópicas. Primero el selenio rojo coloidal, el cual está compuesto por moléculas Se8. El selenio negro vítreo formado por anillos Sen con n muy grande y variable (forma amorfa) y por último el selenio gris cristalino de estructura hexagonal, la cual es la forma más común y análoga a la del azufre plástico. Este alótropo exhibe aspecto metálico, de hecho es un semimetal y es fotoconductor.
- El telurio es un metaloide sólido de color gris plateado similar a la forma alotrópica del selenio gris, pero con un carácter más metálico.
PROPIEDADES QUÍMICAS
- No reaccionan con el agua
- No reaccionan con las bases a excepciones a Azufre.
- Reaccionan con el ácido nítrico concentrado, excepto el oxígeno.
- Forman óxidos, sulfuros, seleniuros y telururos con los metales, y dicha estabilidad se ve reducida desde el oxígeno al teluro.
- Con el oxígeno componen dióxidos que con agua originan oxoácidos. El carácter ácido de los oxoácidos disminuye a medida que se desciende en el grupo.
- Los calcogenuros de hidrógeno son todos débiles en disolución acuosa y su carácter ácido aumenta a medida que se desciende en el grupo.
- Los calcogenuros deLas combinaciones hidrogenadas de estos elementos (excepto el agua) son gases tóxicos de olor desagradable.
DATOS DEL OXÍGENO
OBTENCIÓN
- Licuación del aire
- Descomposición térmica de óxidos
- Electrolisis de agua.
- Descomposición catalica de peróxidos
- Calentamiento de clorato de potasio con dióxido de manganeso con catalizador
APLICACIONES Y USOS
- Utilizado en hospitales para favorecer la respiración de los pacientes con problemas cardiorrespiratorios .
- Combustible de cohetes
- Homos de obtención de acero
- El oxígeno gaseoso es venenoso para las bacterias anaeróbicas que producen gangrena (muerte de tejidos orgánicos), por lo que se emplea para eliminarlos
- El oxígeno con un alto grado de pureza se emplea en los trajes espaciales para que los astronautas puedan respirar.
DATOS DEL AZUFRE
APLICACIONES
- Fabricación de pólvora negra
- Vulcanización del caucho
- Fabricación de cementos y aislantes eléctricos
- Fabricación de cerillas, colorantes.
USOS
- Indispensable para la síntesis de proteínas presentes en todos los organismos vivos.
- Obtención de ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico es sumamente necesario para una gran cantidad de industrias. Este compuesto se emplea en la elaboración de fertilizantes, tratamiento de aguas residuales, baterías de plomo para vehículos, extracción de mineral, eliminación de óxido de hierro, producción de nylon y obtención de ácido clorhídrico.
DATOS DE SELENIO
OBTENCIÓN
Se obtiene del ánodo de una cuba utilizada para el proceso de refinado del cobre y la plata
APLICACIONES
- Se usa como tóner fotográfico
- Se emplea en xerografía para fotocopias
- Uso efectivo para la fabricación de celulares celulares
DATOS DEL TELURO
APLICACIÓN
- Semiconductor tipo p
- Se emplea para dispositivos termoeléctricos
- Se emplea en cerámica
- Utilizado para la fabricación de discos compactos degradables
- Se aprovecha para la elaboración de insistidas y germicidas.
DATOS DEL POLONIO
APLICACIONES
- Es una fuente de neutrones.
- Se emplea en cepillos para eliminar el polvo de películas fotográficas
- Se utiliza en fuentes termoeléctricas ligeras para satélites espaciales.
- Excelente fuente de radiación.
GRUPO 7 VII
Los Halógenos son un grupo de elementos conocido como Grupo VIIA o Grupo 17 en la Tabla Periódica de los Elementos. Los halógenos están formados por:
PROPIEDADES
- Configuración electrónico:
- Todos los elementos del Grupo de los Halógenos poseen al menos la valencia -1.
- Los Halógenos presentan energías de ionización muy altos
- Debido a la alta afinidad electrónica que poseen, tienen una fuerte tendencia a ganar el electrón que les falta para completar su configuración electrónica.
- Forman consigo mismos compuestos diatómicos
- Los Halógenos son elementos fuertemente oxidantes, siendo el Flúor el de mayor carácter.
- Son no metálicos aunque sus propiedades pueden llegar a tener algún carácter metálico.
- El Flúor y el Cloro son gases, el Bromo es líquido y el Iodo es sólido.
- Son tóxicos y tienen un olor característico.
- Los Halógenos son poco abundantes en la naturaleza.
DATOS DEL FLÚOR
APLICACIONES
- Propelente de cohetes
- Se emplea para grabado de vidrio
- Tratamiento de la madera
DATOS DEL CLORO
APLICACIONES
- Depurar el agua para consumo humano.
- Producción de colorantes, textiles, colorantes, productos derivados del petróleo
- En la extracción del bromo
- En productos sanitarios
DATOS DEL BROMO
APLICACIONES
- Se emplea como fumigante
- Se emplea como agentes antiinflamables
DATOS DEL YODO
APLICACIONES
- Se emplea como desinfectante de aguas, catalizador en la fabricación de gomas y colorantes.
- El yoduro de plata se emplea en fotografía
- El agua del yodo se emplea como desinfectante de heridas
CONCLUSIONES
- El grupo 4 es del Carbono, y sus elementos son: Carbono, silicio, germanio, estaño, plomo, flerovio.
- El grupo 5 es del Nitrógeno, y sus elementos son: Nitrógeno, fósforo, arsénico, bismuto
- El grupo 6 es del Óxigeno, y sus elementos son: Óxigeno, Azufre, selenio
- El grupo 7 es de los halógenos, y sus elementos: Cloro, flúor, yodo, bromo
WEB-GRAFÍA
Grupo IV
Grupo V
Grupo VI
