NOMENCLATURA AROMÁTICOS

PRESENTADO POR: CAMILA SILVA PAHUANA

PRESENTADO A: DIANA FERNANDA JARAMILLO

INSTITUCIÓN EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN

IBAGUÉ - TOLIMA

2018

INTRODUCCIÓN

En este blog se brindara información acerca de la temática de hidrocarburos aromáticos en el área de química, entrando en un énfasis de ejercicios interactivos con su correspondiente teoría acerca de qué pasos se deben seguir para realizar los ejercicios, se espera que el lector de este blog le sirva de mucha ayuda para adquirir más conocimiento a su aprendizaje.

Los hidrocarburos aromáticos, son hidrocarburos cíclicos, llamados así al debido al fuerte aroma que caracteriza a la mayoría de ellos, se consideran compuestos derivados del benceno, pues la estructura cíclica del benceno se encuentra presente en todos los compuestos aromáticos. 

Muchos compuestos aislados de fuentes naturales son parcialmente aromáticos. Además del benceno, benzaldehído y tolveno, otros compuestos complejos tienen anillos aromáticos, como la hormona esteroide femenina llamada estrona y el bien conocido analgésico de nombre morfina. Muchos fármacos sintéticos usados en medicina son también parcialmente aromáticos; el tranquilizante denominado diazepam (o valium) es uno de muchos ejemplos.

OBJETIVOS 

• Identificar las características de los hidrocarburos aromáticos.
• Comprender la temática de aromáticos.
• Dar a conocer todo sobre los hidrocarburos aromáticos, qué son, su clasificación, cuál es su importancia, etc.
• Familiarizarse con la estructura química del Benceno.
• Dar a conocer el procedimiento adecuado para realizar los ejercicios. 

MARCO TEÓRICO

HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

Un hidrocarburo aromático o areno es un compuesto orgánico cíclico conjugado que posee una mayor estabilidad debido a la deslocalización electrónica en enlaces π.2​ Para determinar esta característica se aplica la regla de Hückel (debe tener un total de 4n+2 electrones π en el anillo) en consideración de la topología de superposición de orbitales de los estados de transición. Para que se dé la aromaticidad, deben cumplirse ciertas premisas, por ejemplo que los dobles enlaces resonantes de la molécula estén conjugados y que se den al menos dos formas resonantes equivalentes. La estabilidad excepcional de estos compuestos y la explicación de la regla de Hückel han sido explicados cuánticamente, mediante el modelo de "partícula en un anillo".

Originalmente el término estaba restringido a un producto del alquitrán mineral, el benceno, y a sus derivados, pero en la actualidad incluye casi la mitad de todos los compuestos orgánicos; el resto son los llamados compuestos alifáticos. El exponente emblemático de la familia de los hidrocarburos aromáticos es el benceno (C6H6), pero existen otros ejemplos, como la familia de anulenos, hidrocarburos monocíclicos totalmente conjugados de fórmula general (CH)n.

La estructura del Benceno se caracteriza por:

1. Es una estructura cerrada con forma hexagonal regular, pero sin alternancia entre los enlaces simples y los dobles (carbono-carbono).
2. Sus seis átomos de carbono son equivalentes entre sí, pues son derivados mono sustituidos, lo que les hace ser idénticos. 
3. La longitud de enlace entre los carbonos vecinos ente sí son iguales en todos los casos. La distancia es de 139 pm, no coincidiendo con la longitud media de un doble enlace, que es de 133 pm, ni siquiera a la de un enlace simple, que es de 154 pm.
4. Los átomos de carbono del benceno, poseen una hibridación sp2, en tres de los orbitales atómicos, y estos son usados para poder unirse a los dos átomos de carbono que se encuentren a su lado, y también a un átomo de hidrógeno.
5. El orbital p (puro) de cada carbono restante, se encuentra orientado perpendicularmente al plano de anillo de hexágono, éste se solapa con los demás orbitales tipo p de los carbonos contiguos. Así, los seis electrones deslocalizados formarán lo que se conoce como, nube electrónica, que se colocará por encima, y también por debajo del plano del anillo.

ESTRUCTURA

Resonancia del Benceno. Cada carbono tiene tres electrones enlazados y el cuarto localizado gira alrededor del anillo.

Una característica de los hidrocarburos aromáticos como el benceno, es la coplanaridad del anillo o la también llamada resonancia, debida a la estructura electrónica de la molécula. Al dibujar el anillo del benceno se le colocan tres enlaces dobles y tres enlaces simples. Dentro del anillo no existen en realidad dobles enlaces conjugados resonantes, sino que la molécula es una mezcla simultánea de todas las estructuras, que contribuyen por igual a la estructura electrónica. En el benceno, por ejemplo, la distancia interatómica C-C está entre la de un enlace σ (sigma) simple y la de uno π(pi) (doble).

Todos los derivados del benceno, siempre que se mantenga intacto el anillo, se consideran aromáticos. La aromaticidad puede incluso extenderse a sistemas policíclicos, como el naftaleno, antraceno, fenantreno y otros más complejos, incluso ciertos cationes y aniones, como el pentadienilo, que poseen el número adecuado de electrones π y que además son capaces de crear formas resonantes.

Estructuralmente, dentro del anillo los átomos de carbono están unidos por un enlace sp2 entre ellos y con el orbital s del hidrógeno, quedando un orbital p perpendicular al plano del anillo y que forma con el resto de orbitales p de los otros átomos un enlace π por encima y por debajo del anillo.

GRUPO ARILO

El grupo funcional arilo (símbolo: Ar) es el sustituyente derivado de un hidrocarburo aromático al extraérsele un átomo de hidrógeno del anillo aromático. El grupo arilo genérico sería el equivalente al grupo alquilo genérico (R). El grupo fenilo (simbolizado Ph o φ) es el grupo arilo más sencillo. Los hidrocarburos que no contienen anillos bencénicos se clasifican como compuestos alifáticos.

Grupo fenilo enlazado a un grupo alquilo.

Químicamente son por regla general bastante inertes a la sustitución electrófila y a la hidrogenación, reacciones que deben llevarse a cabo con ayuda de catalizadores. Esta estabilidad es debida a la presencia de orbitales degenerados (comparando estas moléculas con sus análogos alifáticos) que conllevan una disminución general de la energía total de la molécula.

Sustitución electrofílica:

φ-H + HNO3 → φ-NO2 + H2O

φ-H + H2SO4 → φ-SO3H + H2O

φ-H + Br2 + Fe → φ-Br + HBr + Fe

Reacción Friedel-Crafts, otro tipo de sustitución electrofílica:

φ-H + RCl + AlCl3 → φ-R + HCl + AlCl3

Otras reacciones de compuestos aromáticos incluyen sustituciones de grupos fenilos.

APLICACIÓN

Entre los arenos más importantes se encuentran todas las hormonas y vitaminas, excepto la vitamina C; prácticamente todos los condimentos, perfumes y tintes orgánicos, tanto sintéticos como naturales; los alcaloides que no son alicíclicos (ciertas bases alifáticas como la putrescina a veces se clasifican incorrectamente como alcaloides), y sustancias como el trinitrotolueno (TNT) y los gases lacrimógenos. Además ciertos analgésicos en su estructura tienen al benceno como la aspirina, acetaminofeno e ibuprofeno.3​

Por otra parte los hidrocarburos aromáticos suelen ser nocivos para la salud, como los llamados BTEX, benceno, tolueno, etilbenceno y xileno por estar implicados en numerosos tipos de cáncer o el alfa-benzopireno que se encuentra en el humo del tabaco, extremadamente carcinógeno igualmente, ya que puede producir cáncer de pulmón.

TOXICOLOGÍA

Los hidrocarburos aromáticos pueden ser cancerígenos. Se clasifican como 2A o 2B.

El efecto principal de la exposición de larga duración (365 días o más) al benceno es en la sangre y los residuos fecales. El benceno produce efectos nocivos en la médula de los huesos y puede causar una disminución en el número de glóbulos rojos, lo que conduce a anemia. El benceno también puede producir hemorragias y daño al sistema inmunitario, aumentando así las posibilidades de contraer infecciones.

Algunas mujeres que respiraron altos niveles de benceno por varios meses tuvieron menstruaciones irregulares y el tamaño de sus ovarios disminuyó. Estudios en animales que respiraron benceno durante la preñez han descrito bajo peso de nacimiento, retardo en la formación de hueso y daño en la médula de los huesos. No se sabe si la exposición al benceno afecta al feto durante el embarazo o a la fertilidad en los hombres.

En el organismo, el benceno es convertido en productos llamados metabolitos. Ciertos metabolitos pueden medirse en la orina. Sin embargo, este examen debe hacerse con prontitud después de la exposición y su resultado no indica con confianza a cuánto benceno estuvo expuesto, ya que los metabolitos en la orina pueden originarse de otras fuentes.

El benceno ha producido intoxicaciones agudas y crónicas en su obtención y en sus múltiples aplicaciones en la industria química. A causa de su elevada toxicidad, en cuantos casos es posible se sustituye por bencina y otros solventes menos tóxicos.

El benceno actúa produciendo irritación local bastante intensa, actúa como narcótico y tóxico nervioso. Su acción crónica se ejerce especialmente como veneno hemático.

Ingerido por error ha producido gastritis. Se ha alcanzado la muerte por ingestión de 30g del líquido.

Se ha determinado que el benceno es un reconocido carcinógeno en seres humanos. La exposición de larga duración a altos niveles de benceno en el aire puede producir leucemia. Cuando se produce la inhalación de vapores concentrados, puede producir rápidamente la narcosis mortal, después de un estado previo de euforia, embriaguez y convulsiones. La inhalación de concentraciones más débiles origina torpeza cerebral, sensación de vértigo, cefalea, náuseas, excitación con humor alegre, embriaguez que puede transformarse en sueño, sacudidas musculares, relajación muscular, pérdida del conocimiento y rigidez pupilar. En caso de intoxicación aguda, se produce enrojecimiento de la cara y las mucosas.

NOMENCLATURAS

MONOSUSTITUIDOS

1. Se conocen muchos derivados de sustitución del benceno. Cuando se trata de los compuestos monosustituidos, las posiciones en el anillo bencénico son equivalentes. Los sustituyentes pueden ser: alquenilos, alquilos , arilos.

2. Nombrar el sustituyente antes de la palabra benceno.

Nota: Algunos compuestos tienen nombres tradicionales aceptados.

Formula del tolueno un compuesto monosustituido del benceno.

DISUSTITUIDOS

Cuando hay dos sustituyentes en el anillo bencénico sus posiciones relativas se indican mediante números o prefijos, los prefijos utilizados son orto-, meta- y para-, de acuerdo a la forma:

• orto- (o-): Se utilizan en carbonos adyacentes. Posiciones 1,2.
• meta- (m-): Se utiliza cuando la posición de los carbonos son alternados. Posiciones 1,3.
• para- (p-): Se utiliza cuando la posición de los sustituyentes están en carbonos opuestos. Posiciones 1,4.

Nombre de algunos compuestos disustituidos del benceno atendiendo su nomenclatura

POLISUSTITUIDOS

• Si hay más de dos grupos sustituyentes en el anillo benceno sus posiciones se deben indicar mediante el uso de números, la numeración del anillo debe ser de modo que los sustituyentes tengan el menor número de posición; cuando hay varios sustituyentes se nombran en orden alfabético.
• Cuando alguno de los sustituyentes genera un nuevo nombre con el anillo, este pasa a ser el nombre padre y se considera a dicho sustituyente en la posición uno (Ej: 1-amina-2-yodo benceno / 2-yodo anilina / orto-yodo anilina).

Nombre un compuesto polisustituido del benceno atendiendo su nomenclatura

BENCENO COMO RADICAL

• El anillo benceno como sustituyente se nombra fenilo.
• Cuando está unido a una cadena principal es un fenil.

AROMÁTICOS POLICÍCLICOS 

• Para nombrar a este tipo de compuestos se indica el número de posición de los sustituyentes, seguido del nombre del sustituyente y seguido del nombre del compuesto.
• El orden de numeración de estos compuestos es estricta, no se puede alterar y por ende tienen nombres específicos

Nombre de un compuesto aromático policíclico atendiendo su nomenclatura.

OTROS

NAFTALINA

La naftalina (nombre no comercial: naftaleno;​ fórmula química: C10H8) es un sólido blanco que se volatiliza fácilmente y se produce naturalmente cuando se queman combustibles. También se llama alquitrán blanco y se ha usado en bolas y escamas para ahuyentar las polillas. Quemar tabaco o madera produce naftalina. Tiene un olor tan fuerte que puede resultar desagradable. La 1-metilnaftalina y la 2-metilnaftalina son compuestos similares a la naftalina. La 1-metilnaftalina es un líquido transparente y la 2-metilnaftalina es un sólido; ambos pueden olerse en el aire y en el agua en concentraciones muy bajas.

ESTRUCTURA Y REACTIVIDAD

Una molécula de naftaleno se deriva de la fusión de un par de anillos de benceno. (En la química orgánica, los anillos se funden, por dos o más átomos comunes.) En consecuencia, naftaleno está clasificado como un hidrocarburo aromático policíclico (HAP). Hay dos conjuntos de átomos de hidrógeno equivalentes: el alfa de posiciones son las posiciones 1, 4, 5, y 8 en el dibujo a continuación, la versión beta y posiciones son las posiciones 2, 3, 6, y 7.

A diferencia de benceno, los enlaces de carbono-carbono en el naftaleno no son de la misma longitud. Los enlaces C1-C2, C3, C4, C5 y C6-C7-C8 se acerca 1,36 Å (136 pm) de longitud, mientras que el resto de los bonos de carbono-carbono son aproximadamente 1,42 Å (142 pm) de largo. Esa diferencia, que fue establecida por difracción de rayos-x, es coherente con los enlaces de valencia modelados en la vinculación de naftaleno que comprende tres estructuras de resonancia (como se muestra a continuación), mientras que los enlaces de C1-C2, C3, C4, C5, C6 y C7 C8-dobles en dos de las tres estructuras, los otros son el doble en sólo una.

Como el benceno, el naftaleno puede someterse a sustitución electrofilica de aromáticos. Para muchas de estas reacciones, el naftaleno reacciona bajo condiciones más leves que el benceno. Por ejemplo, mientras que el benceno y el naftaleno reacciona con cloro en presencia de un cloruro férrico o cloruro de aluminio catalizador, naftaleno y el cloro puede reaccionar para formar 1-cloronaftaleno incluso sin un catalizador. Del mismo modo, el benceno y el naftaleno puede ser alquilados utilizando reacciones de Friedel-Crafts, el naftaleno también pueden ser alquilado por reacción con alquenos o alcoholes, con el ácido sulfúrico o el ácido fosfórico como catalizador.

La naftalina pasa de su estado sólido a gaseoso inmediatamente, sin pasar por el estado líquido, en un proceso que se denomina sublimación.

Puede saturarse totalmente por hidrogenación catalítica a decalina. También puede reducirse parcialmente a tetralina o 1,4-dihidronaftaleno por reducción con sodio y etanol. La reducción de Birch satura de una forma que se pierde la aromaticidad. La reducción de Benkeser es un método de hidrogenación de hidrocarburos policíclicos aromáticos, especialmente naftalenos, utilizándose litio o calcio metálico en presencia de una amina primaria como agentes reductores.

La oxidación catalítica del naftaleno con dioxígeno y pentóxido de vanadio forma el anhídrido ftálico, el cual por hidrólisis forma el ácido ftálico. La ozonólisis del naftaleno produce aldehído ftálico.

USOS

El naftaleno (fórmula química: C10H8) tiene como uso primordial la manufactura de plásticos de cloruro de polivinilo (PVC). Este además, es utilizado como un intermediario químico o base para la síntesis de compuestos ftálicos, antranílicos, hidrolixados, aminos y sulfónicos, los cuales son utilizados en la manufacturación de distintos colorantes, resinas sintéticas, negro de humo, pólvora sin humo y celuloides. El naftaleno se ha empleado además como repelente de polillas y la 2-metilnaftalina se usa para realización de vitamina K.

Hoy existe el mito de que la naftalina sirve para elevar los octanos de la gasolina comercial, esto es parcialmente verdad, ya que los compuestos son muy volátiles y tienden a mejorar el octanaje (RON, o MON). Pero industrialmente no sería factible utilizar a la naftalina como un mejorador del número de octano porque es un hidrocarburo aromático policíclico, y como tal, un contaminante considerado peligroso. Por lo tanto se recurre a otros mejoradores del número de octano.

ANTRACENO

El antraceno es un hidrocarburo aromático policíclico. A temperatura ambiente se trata de un sólido incoloro que sublima fácilmente. El antraceno es incoloro pero muestra una coloración azul fluorescente cuando se somete la radiación ultravioleta. En 2010 el Observatorio del Roque de los Muchachos realizó unas mediciones en espectroscopia infrarroja de una región situada a 700 años luz de la Tierra en la dirección de la estrella Cernis 52 (constelación de Perseo) y permitió la detección de ingentes cantidades de antraceno suspendidas en una nube. Este descubrimiento aproxima el entendimiento de como las moléculas prebióticas llegaron a la Tierra.

REACTIVIDAD

Aunque el antraceno es un sistema completamente aromático el anillo central muestra también reactividad de dieno siendo susceptible de reacciones Diels-Alder. El anillo central también es más fácilmente oxidable o reducible, debido a la acción de los dos átomos centrales que conservan dos anillos fenílicos con su sistema aromático intacto y por esta situación es energéticamente más favorable.

APLICACIÓN

Casi todo el antraceno es oxidado para dar antraquinona y por lo tanto sustancia de partida en la síntesis de una amplia gama de colorantes como la alizarina. Además se utiliza en la síntesis de algunos insecticidas, conservantes, etc. Un cristal de antraceno se utilizó en el experimento de Chien Siung Wu para demostrar la violación de la paridad en las interacciones débiles. En dicho experimento, un cristal de antraceno se usó como detector de electrones, ya que al chocar estos con el cristal, emite un destello, que con la ayuda de un fotomultiplicador permitió observar una notable asimetría en la emisión de electrones, lo que permitió a su vez demostrar la violación de la paridad.

FENANTRENO

El fenantreno es un hidrocarburo policíclico aromático compuesto de tres anillos fusionados bencenos, como lo muestra la fórmula del costado. Su formula empírica es C14H18

El nombre fenantreno es una composición de fenil y antraceno. Provee el marco aromático de los esteroides. En su forma pura, es encontrado en el humo del cigarrillo, y es un conocido irritante, fotosensibilizando la piel a la luz.

QUÍMICA

Una clásica síntesis del fenantreno es la Síntesis Bardhan-Sengupta del Fenantreno (1932). En la 2ª etapa de esta reacción 9,10-dihidrofenantreno es oxidada con selenio elemental.

Las reacciones del fenantreno ocurren en las posiciones 9 y 10. Algunas reacciones básicas:

• Oxidación inorgánica a fenantrenoquinona con ácido crómico
• Reducción orgánica a 9,10-dihidrofenantreno con gas hidrógeno y níquel
• Halogenación electrofílica a 9-bromofenantreno con bromuro
• Sulfonación aromática a 2 y 3-ácidos fenantrenesulfonicos con ácido sulfúrico
• Ozonólisis a difenilaldeído

FORMAS CANÓNICAS DEL FENANTRENO

Tiene cinco estructuras de resonancia, dos de las cuales son:

¿COMO SE NOMBRAN?

  Reciben este nombre debido a los olores intensos, normalmente agradables, que presentan en su mayoría. El nombre genérico de los hidrocarburos aromáticos mono y policíclicos es "areno" y los radicales derivados de ellos se llaman radicales "arilo". Todos ellos se pueden considerar derivados del benceno, que es una molécula cíclica, de forma hexagonal y con un orden de enlace intermedio entre un enlace sencillo y un doble enlace. Experimentalmente se comprueba que los seis enlaces son equivalentes, de ahí que la molécula de benceno se represente como una estructura resonante entre las dos fórmulas propuestas por Kekulé, en 1865, según el siguiente esquema:  

• Cuando el benceno lleva un radical se nombra primero dicho radical seguido de la palabra "-benceno".

clorobenceno, metilbenceno (tolueno) y nitrobenceno

• Si son dos los radicales se indica su posición relativa dentro del anillo bencénico mediante los números 1,2; 1,3 ó 1,4, teniendo el número 1 el sustituyente más importante. Sin embargo, en estos casos se sigue utilizando los prefijos "orto", "meta" y "para" para indicar esas mismas posiciones del segundo sustituyente.  

1,2-dimetilbenceno, (o-dimetilbenceno) o (o-xileno)

1,3-dimetilbenceno, (m-dimetilbenceno) o (m-xileno)

1,4-dimetilbenceno, (p-dimetilbenceno) o (p-xileno)

• En el caso de haber más de dos sustituyentes, se numeran de forma que reciban los localizadores más bajos, y se ordenan por orden alfabético. En caso de que haya varias opciones decidirá el orden de preferencia alfabético de los radicales.

1-etil-2,5-dimetil-4-propilbenceno

• Cuando el benceno actúa como radical de otra cadena se utiliza con el nombre de "fenilo".

4-etil-1,6-difenil-2-metilhexano

SI NOS DAN LA FORMULA 

Sitúa los localizadores sobre los carbonos del benceno consiguiendo que los localizadores de los radicales sean los más bajos posible. Ordena los radicales por orden alfabético y luego escribe benceno.

SI NOS DAN EL NOMBRE

Coloca los localizadores sobre los carbonos del benceno.  Sitúa los radicales sobre los carbonos correspondientes y completa la fórmula con los átomos de hidrógeno.

EJEMPLOS

fenilobencilo(cumeno)isopropilbenceno o (1-metiletil)benceno
(estireno)etenilbenceno o vinilbenceno
naftalenoantracenofenantrenobifenilo

ACTIVIDAD INTERACTIVA

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WEBGRAFÍA

http://www.alonsoformula.com/organica/aromaticos.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/Fenantreno

https://es.wikipedia.org/wiki/Antraceno

https://es.wikipedia.org/wiki/Naftalina

https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburo_arom%C3%A1tico

GRUPOS DE LA TABLA PERIÓDICA

GRUPOS DE LA TABLA PERIÓDICA 

CAMILA SILVA PAHUANA

11 - 3 

DIANA FERNANDA JARAMILLO

INSTITUCIÓN EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN

IBAGUÉ - TOLIMA

2018

ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA

La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características. Su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.

Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en las propiedades químicas de los elementos.

Antes de ver la tabla periódica, veamos que información nos da cada elemento que la forma:

La tabla periódica actual consta de 119 elementos como este, que son los que hasta el día de hoy, se conocen. Ahora veamos como se agrupan estos elementos para tener un orden.

¿COMO SE AGRUPAN LOS ELEMENTOS?

En horizontal se ordenan de menor a mayor número atómico (cantidad de protones que tiene en el núcleo el átomo del elemento).

Las Filas (en horizontal) de los elementos se llaman períodos. Los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas parecidas. Todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. Los electrones de un átomo que tengan la misma energía se dice que están en el mismo orbital de energía. Estos niveles de energía es lo que se conoce como orbital. 

Las Columnas (en vertical) se agrupan en columnas los elementos que tienen propiedades parecidas. Las columnas se llaman Grupos. Todos los elementos de un mismo grupo de la tabla periódica tienen la misma valencia o número de electrones en su última capa (Grupo IA o 1, valencia 1) y por lo tanto tienen propiedades parecidas.

GRUPO VII A O GRUPO DE LOS HALÓGENOS 

Propiedades generales del grupo VIIA:

Los elementos del grupo de VIIA también llamados halógenos por ser todos formadores de sales. Tienen siete electrones en el último nivel y son todos no mateales.

Tienen las energías de ionización más elevadas y en consecuencia son los elementos más electronegativos.

Reaccionan fácilmente con los metales formando sales, rara vez están libres en la naturaleza, todos son gaseosos a temperatura ambiente menos el bromo que es líquido en condiciones ambientales normales.

Su característica química más fundamental es su capacidad oxidante porque arrebatan electrones de carga y moléculas negativas a otros elementos para formar aniones 

• NOMBRES O SÍMBOLOS DE CADA ELEMENTO DEL GRUPO:

• F: Flúor.
• Cl: Cloro
• Br: Bromo
• I: Yodo
• At: Astato

• PROPIEDADES FÍSICA Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS MÁS IMPORTANTES DEL GRUPO VIIA:

F: Flúor: Sus derivados tienen mucho uso industrial. Entre ellos se destaca el freón utilizado como congelante y la resina teflón. Se agregan además floururos al agua potable y detrítica para prevenir las caries.

Número atómico:  9

Valencia: -1

Estado de oxidación: -1

Electronegatividad: 4,0

Radio covalente (A): 0,72

Radio iónico (A): 1,36

Configuración electrónica: 1s22s22p5

Primer potencial de ionización (eV): 17,54

Masa atómica (g/mol): 18,9984

Densidad /g/ml): 1,11

Punto de ebullición (ºC): -188,2

Punto de fusión (ºC): -219,6

Descubridor: Moissan en 1886

Cl: Cloro: Sus propiedades blanqueadoras lo hacen muy útil en las papeleras e industrias textiles. Como desinfectante se agrega al agua en el proceso de potabilización y a las pisicinas. Otros usos son las industrias de colorantes y la elaboración de ciertas medicinas.

Número atómico: 17

Valencia: +1,-1,3,5,7

Estado de oxidación: -1

Electronegatividad: 3,0

Radio covalente (A): 0,99

Radio iónico (A): 1,81

Configuración electrónica:{Ne}3s2p5

Primer potencial de ionización (eV): 13,01

Masa atómica (g/mol): 35,453

Densidad: (g/ml): 1,56

Punto de ebullición (ºC): -24,7

Punto de fusión: (ºC): -101,0

Descubridor:  Carl Wilhelm Scheele en 1774

Br: Bromo: Los bromuros como sedantes. El bromuro de plata en las placas fotográficas.

Número atómico: 35

Valencia: +1,-1,3,5,7

Estado de oxidación: -1

Electronegatividad: 2,8

Radio covalente (A): 1,14

Radio iónico (A): 1,95

Configuración electrónica: {Ar}3d204s4p5

Primer potencial de ionización (eV): 11,91

Masa atómica (g/mol): 79,909

Densidad (g/ml): 3,12

Punto de ebullición (ºC): 58

Punto de fusión (ºC): -7,2

Descubridor: Anthoine Balard en 1826

Y: Yodo: Es esencial en el cuerpo humano para el adecuado funcionamiento de la tiroides por eso se suele agregar a la sal de mesa. También se emplea como antiséptico. 

Número atómico: 53

Valencia: +1,-1,3,5,7

Estado de oxidación: -1

Electronegatividad: 2,5

Radio covalente (A): 1,33

Radio iónico (A): 2,16

Configuración electrónica: {Kr}4d105s25p5

Primer potencial de ionización (eV): 10,51

Masa atómica (g/mol): 126,904

Densidad (g/ml): 4,94

Punto de ebullición (ºC): 18,3

Punto de fusión (ºC): 113,7

Descubridor: Bernanrd Courtois en 1811

EFECTOS AMBIENTALES 

• Flúor: en el medio ambiente el flúor no puede ser destruido; solamente puede cambiar de forma. El flúor que se encuentra en el suelo puede acumularse en las plantas. La cantidad de flúor que tomen las plantas depende del tipo de planta, del tipo de suelo y de la cantidad y tipo de flúor incluso bajas concentraciones de flúor pueden provocar daños en las hojas y una disminución del crecimiento.
• Los animales que ingieren plantas que contienen flúor pueden acumular grandes cantidades de flúor en sus cuerpos. El flúor se acumula principalmente en los huesos. Como consecuencia, los animales expuestos a elevadas concentraciones de flúor sufren de caries y degradación de los huesos.
  

• Cloro: el cloro se disuelve cuando se mezcla con el agua. También puede escaparse del agua e incorporarse al aire bajo ciertas condiciones. La mayoría de las emisiones de cloro al medio ambiente son el aire y a las aguas superficiales. Una vez en el aire o en el agua, el cloro reacciona con otros compuestos químicos. Se combina con material inorgánico en el agua para formar sales de cloro, y son materia orgánica para formar compuestos orgánicos clorinados.

• Bromo: los bromuros orgánicos son a menudo aplicados como gentes desinfectantes y protectores, debido a sus efectos perjudiciales para los microorganismos. Cuando se aplican en invernaderos y en campos de cultivo pueden ser arrastrados fácilmente hasta las aguas superficiales, lo que tiene efectos muy negativos para la salud de las daphnia, peces, langostas y algas.
• Los bromuros orgánicos son también perjudiciales para los mamíferos, especialmente cuando se acumulan en los cuerpos de sus presas. Los efectos más importantes sobre los animales son daños nerviosos y daños en el AND, lo que puede aumentar las probabilidades de desarrollar cáncer.

• Yodo: el yodo puede ser reactivo. Los isótopos radioactivos se forman de manera natural durante reacciones químicas en la atmósfera. La mayoría de los isótopos radioactivos del yodo tienen unas vidas medias muy cortas y se transformarán rápidamente en compuestos estables de yodo. Sin embargo, hay una forma radioactiva de yodo que tiene una vida media de millones de años y que es seriamente perjudicial para el medio ambiente. Este isótopo entra en el aire desde las plantas y el plutonio. Los accidentes en las plantas nucleares han provocado la emisión de grandes cantidades de yodo radioactivo al aire.

GRUPO VI O GRUPO DEL OXIGENO

El grupo del oxígeno, se encuentra formado por los elementos oxígeno, azufre, selenio, teluro y polonio, con números atómicos de 8, 16, 34,52, y 84, respectivamente.

A los elementos del grupo del oxígeno se les conoce también con el nombre de calcógenos, que significa, productores de cobre, así, el sulfuro de cobre es una mena para la extracción del cobre. Incluso el selenio y el teluro se encuentran con el cobre, la plata y el oro, sin embargo, el polonio, es un elemento altamente radiactivo y pesado así como lo es el francio y el radio de los alcalinos y alcalinotérreos, respectivamente. El oxígeno sin embargo, es el elemento cabeza de grupo pero no por ello el más representativo de éste, y debe ser tratado a parte a consecuencia de su diversidad química, de donde podemos destacar su alta electronegatividad, su pequeño tamaño y su capacidad para la formación de enlaces pi.

      

Propiedades atómicas:

La configuración electrónica de los átomos de los elementos del grupo VIA en la capa de valencia es: ns2 np2+1+1. El oxígeno, cabeza de grupo, presenta, igual que en el caso del flúor, unas características particulares que le diferencian del resto (principio de singularidad):Posibles formas de actuación:

• El oxígeno es un gas diatómico. El azufre y el selenio forman moléculas octatómicas S8 y Se8.
• El telurio y el polonio tienen estructuras tridimensionales.
• El oxígeno, azufre, selenio y telurio tienden a aceptar dos electrones formando compuestos iónicos. Estos elementos también pueden formar compuestos moleculares con otros no metales, en especial el oxígeno.
• El polonio es un elemento radioactivo, difícil de estudiar en el laboratorio. 

Pérdida de electrones:

El alto valor de los potenciales de ionización, pero sobre todo el alto poder polarizante de sus cationes (debido a su pequeño tamaño) hacen que sólo el polonio dé lugar a sales. Sin embargo, sí que se conocen sales de cationes poliatómicos.

Ganancia de electrones:

Pueden actuar como aniones dinegativos, -2, nunca mononegativos, ya que la mayor energía de red de los compuestos resultantes compensa el valor desfavorable de la electroafinidad. Dado que el tamaño del anión -2 crece conforme se desciende en el grupo, también lo hace su polarizabilidad, de modo que los sulfuros, seleniuros y teleruros poseen un marcado carácter covalente que aumentan en dicho sentido. Se conocen también polianiones Eln2.

GRUPO VA O FAMILIA DEL NITRÓGENO

El grupo del nitrógeno está compuesto por los elementos químicos del grupo 15 de la tabla periódica, que son: nitrógeno (N), fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) y el elemento sintético moscovio (Mc), cuyo descubrimiento ya ha sido confirmado. Estos elementos también reciben el nombre de pnicógenos¹​ o nitrogenoideos.

Propiedades

A alta temperatura son muy reactivos y a veces 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.

A continuación se muestra una tabla con las características generales de estos elementos.

Propiedad	N	P	As	Sb	Bi
Estructura electrónica externa	2s² 2p³	3s² 3p³	4s² 4p³	5s² 5p³	6s² 6p³
Densidad (kg/m³)	1'25 (1)	1.820	5.780	6.690	8.900
Punto de fusión (°C)	-210	44	814	613	271
1ª Energía de ionización (kJ/mol)	1.402	1.012	947	834	703
Electronegatividad	3'0	2'1	2'1	1'9	1'8
Estados de oxidación comunes	-3, +5	±3, +5	±3, +5	±3, +5	±3, +5

NITRÓGENO

Elemento químico, símbolo N, número atómico 7, peso atómico 14.0067; es un gas en condiciones normales. El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera ( 78% por volumen de aire seco). Esta concentración es resultado del balance entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica (relámpagos) y química (industrial) y su liberación a través de la descomposición de materias orgánicas por bacterias o por combustión. En estado combinado, el nitrógeno se presenta en diversas formas. Es constituyente de todas las proteínas (vegetales y animales), así como también de muchos materiales orgánicos. Su principal fuente mineral es el nitrato de sodio.

Efectos del Nitrógeno sobre la salud Las moléculas de Nitrógeno se encuentran principalmente en el aire. En agua y suelos el Nitrógeno puede ser encontrado en forma de nitratos y nitritos. Todas estas substancias son parte del ciclo del Nitrógeno, aunque hay una conexión entre todos. Los humanos han cambiado radicalmente las proporciones naturales de nitratos y nitritos, mayormente debido a la aplicación de estiércoles que contienen nitrato. El Nitrógeno es emitido extensamente por las industrias, incrementando los suministros de nitratos y nitritos en el suelo y agua como consecuencia de reacciones que tienen lugar en el ciclo del Nitrógeno. Las concentraciones de Nitrógeno en agua potable aumentarán grandemente debido a esto. Nitratos y nitritos son conocidos por causar varios efectos sobre la salud. Estos son los efectos más comunes: Reacciones con la hemoglobina en la sangre, causando una disminución en la capacidad de transporte de oxígeno por la sangre. (nitrito) Disminución del funcionamiento de la glándula tiroidea. (nitrato) Bajo almacenamiento de la vitamina A. (nitrato) Producción de nitrosaminas, las cuales son conocidas como una de las más común causa de cáncer. (nitratos y nitritos) PROPIEDADES

Nombre Nitrógeno Número atómico 7 Valencia 1,2,+3,-3,4,5 Estado de oxidación - 3 Electronegatividad 3,0 Radio covalente (Å) 0,75 Radio iónico (Å) 1,71 Radio atómico (Å) 0,92 Configuración electrónica 1s22s22p3 Primer potencial de ionización (eV) 14,66 Masa atómica (g/mol) 14,0067 Densidad (g/ml) 0,81 Punto de ebullición (ºC) -195,79 ºC Punto de fusión (ºC) -218,8 Descubridor Rutherford en 1772

FÓSFORO

Símbolo P, número atómico 15, peso atómico 30.9738. El fósforo forma la base de gran número de compuestos, de los cuales los más importantes son los fosfatos. En todas las formas de vida, los fosfatos desempeñan un papel esencial en los procesos de transferencia de energía, como el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción muscular. Los ácidos nucleicos, que entre otras cosas forman el material hereditario (los cromosomas), son fosfatos, así como cierto número de coenzimas. Los esqueletos de los animales están formados por fosfato de calcio.

Cerca de tres cuartas partes del fósforo total (en todas sus formas químicas) se emplean en Estados Unidos como fertilizantes. Otras aplicaciones importantes son como relleno de detergentes, nutrientes suplementarios en alimentos para animales, ablandadores de agua, aditivos para alimentos y fármacos, agentes de revestimiento en el tratamiento de superficies metálicas, aditivos en metalurgia, plastificantes, insecticidas y aditivos de productos petroleros.

Efectos del Fósforo sobre la salud

El Fósforo puede ser encontrado en el ambiente más comúnmente como fosfato. Los fosfatos son substancias importantes en el cuerpo de los humanos porque ellas son parte del material de ADN y tienen parte en la distribución de la energía. Los fosfatos pueden ser encontrados comúnmente en plantas. Los humanos han cambiado el suministro natural de fósforo radicalmente por la adición de estiércol ricos en fosfatos. El fosfato era también añadido a un número de alimentos, como quesos, salsas, jamón. Demasiado fosfato puede causar problemas de salud, como es daño a los riñones y osteoporosis. La disminución de fosfato también puede ocurrir. Estas son causadas por uso extensivo de medicinas. Demasiado poco fosfato puede causar problemas de salud.

PROPIEDADES

Nombre	Fósforo
Número atómico	15
Valencia	+3,-3,5,4
Estado de oxidación	+5
Electronegatividad	2,1
Radio covalente (Å)	1,06
Radio iónico (Å)	0,34
Radio atómico (Å)	1,28
Configuración electrónica	[Ne]3s23p3
Primer potencial de ionización (eV)	11,00
Masa atómica (g/mol)	30,9738
Densidad (g/ml)	1,82
Punto de ebullición (ºC)	280
Punto de fusión (ºC)	44,2
Descubridor	Hennig Brandt en 1669

ARSÉNICO

Elemento químico, cuyo símbolo es As y su número atómico, 33. El arsénico se encuentra distribuido ampliamente en la naturaleza (cerca de 5 x 10-4% de la corteza terrestre). Es uno de los 22 elementos conocidos que se componen de un solo nucleido estable, 7533As; el peso atómico es de 74.922. Se conocen otros 17 nucleidos radiactivos de As.

Existen tres alótropos o modificaciones polimórficas del arsénico. La forma a cúbica de color amarillo se obtiene por condensación del vapor a muy bajas temperaturas. La b polimórfica negra, que es isoestructural con el fósforo negro. Ambas revierten a la forma más estable, la l , gris o metálica, del arsénico romboédrico, al calentarlas o por exposición a la luz. La forma metálica es un conductor térmico y eléctrico moderado, quebradizo, fácil de romper y de baja ductibilidad.

Al arsénico se le encuentra natural como mineral de cobalto, aunque por lo general está en la superficie de las rocas combinado con azufre o metales como Mn, Fe, Co, Ni, Ag o Sn. El principal mineral del arsénico es el FeAsS (arsenopirita, pilo); otros arseniuros metálicos son los minerales FeAs2 (löllingita), NiAs (nicolita), CoAsS (cobalto brillante), NiAsS (gersdorfita) y CoAs2 (esmaltita).

Efectos del Arsénico sobre la salud

El Arsénico es uno de los más toxicos elementos que pueden ser encontrados. Debido a sus efectos tóxicos, los enlaces de Arsénico inorgánico ocurren en la tierra naturalmente en pequeñas cantidades. Los humanos pueden ser expuestos al Arsénico a través de la comida, agua y aire.

La exposición puede también ocurrir a través del contacto con la piel con suelo o agua que contenga Arsérnico.

Los niveles de Arsérnico en la comida son bastante bajos, no es añadido debido a su toxicidad, pero los niveles de Arsénico en peces y mariscos puede ser alta, porque los peces absorben Arsénico del agua donde viven. Por suerte esto esta es mayormente la forma de Arsénico orgánico menos dañina, pero peces que contienen suginificantes cantidades de Arsénico inorgánico pueden ser un peligro para la salud humana.

PROPIEDADES

Nombre	Arsénico
Número atómico	33
Valencia	+3,-3,5
Estado de oxidación	+5
Electronegatividad	2,1
Radio covalente (Å)	1,19
Radio iónico (Å)	0,47
Radio atómico (Å)	1,39
Configuración electrónica	[Ar]3d104s24p3
Potencial primero de ionización (eV)	10,08
Masa atómica (g/mol)	74,922
Densidad (g/ml)	5,72
Punto de ebullición (ºC)	613
Punto de fusión (ºC)	817
Descubridor	Los antiguos

ANTIMONIO

Elemento químico con símbolo Sb y número atómico 51. El antimonio no es un elemento abundante en la naturaleza; raras veces se encuentra en forma natural, a menudo como una mezcla isomorfa con arsénico: la allemonita. Su símbolo Sb se deriva de la palabra latina stibium. El antimonio se presenta en dos formas: amarilla y gris. La forma amarilla es metaestable, y se compone de moléculas Sb4, se le encuentra en el vapor de antimonio y es la unidad estructural del antimonio amarillo; la forma gris es metálica, la cual cristaliza en capas formando una estructura romboédrica.

El antimonio difiere de los metales normales por tener una conductividad eléctrica menor en estado sólido que en estado líquido (como su compañero de grupo el bismuto). El antimonio metálico es muy quebradizo, de color blanco-azuloso con un brillo metálico característico, de apariencia escamosa. Aunque a temperaturas normales es estable al aire, cuando se calienta se quema en forma luminosa desprendiendo humos blancos de Sb2O3. La vaporización del metal forma moléculas de Sb4O6, que se descomponen en Sb2O3 por arriba de la temperatura de transición.

Efectos del Arsénico sobre la salud

El Arsénico es uno de los más toxicos elementos que pueden ser encontrados. Debido a sus efectos tóxicos, los enlaces de Arsénico inorgánico ocurren en la tierra naturalmente en pequeñas cantidades. Los humanos pueden ser expuestos al Arsénico a través de la comida, agua y aire.

La exposición puede también ocurrir a través del contacto con la piel con suelo o agua que contenga Arsérnico.

Los niveles de Arsérnico en la comida son bastante bajos, no es añadido debido a su toxicidad, pero los niveles de Arsénico en peces y mariscos puede ser alta, porque los peces absorben Arsénico del agua donde viven. Por suerte esto esta es mayormente la forma de Arsénico orgánico menos dañina, pero peces que contienen suginificantes cantidades de Arsénico inorgánico pueden ser un peligro para la salud humana.

La exposición al Arsénico puede ser más alta para la gente que trabaja con Arsénico, para gente que bebe significantes cantidades de vino, para gente que vive en casas que contienen conservantes de la madera y gente que viven en granjas donde el Arsénico de los pesticidas ha sido aplicados en el pasado.

PROPIEDADES

Nombre Arsénico Número atómico 33 Valencia +3,-3,5 Estado de oxidación +5 Electronegatividad 2,1 Radio covalente (Å) 1,19 Radio iónico (Å) 0,47 Radio atómico (Å) 1,39 Configuración electrónica [Ar]3d104s24p3 Potencial primero de ionización (eV) 10,08 Masa atómica (g/mol) 74,922 Densidad (g/ml) 5,72 Punto de ebullición (ºC) 613 Punto de fusión (ºC) 817 Descubridor Los antiguos

BISMUTO

Elemento metálico, Bi, de número atómico 83 y peso atómico 208.980, pertenece al grupo Va de la tabla periódica. Es el elemento más metálico en este grupo, tanto en propiedades físicas como químicas. El único isótopo estable es el de masa 209. Se estima que la corteza terrestre contiene cerca de 0.00002% de bismuto. Existe en la naturaleza como metal libre y en minerales. Los principales depósitos están en Sudamérica, pero en Estados Unidos se obtiene principalmente como subproducto del refinado de los minerales de cobre y plomo.

El principal uso del bismuto está en la manufactura de aleaciones de bajo punto de fusión, que se emplean en partes fundibles de rociadoras automáticas, soldaduras especiales, sellos de seguridad para cilindros de gas comprimido y en apagadores automáticos de calentadores de agua eléctricos y de gas. Algunas aleaciones de bismuto que se expanden al congelarse se utilizan en fundición y tipos metálicos. Otra aplicación importante es la manufactura de compuestos farmacéuticos.

Efectos del Bismuto sobre la salud

El bismuto y sus sales pueden causar daños en el hígado, aunque el grado de dicho daño es normalmente moderado. Grandes dosis pueden ser mortales. Industrialmente es considerado como uno de los metales pesados menos tóxicos. Envenenamiento grave y a veces mortal puede ocurrir por la inyección de grandes dosis en cavidades cerradas y de aplicación extensiva a quemaduras (en forma de compuestos solubles del bismuto). Se ha declarado que la administración de bismuto debe ser detenida cuando aparezca gingivitis, ya que de no hacerlo es probable que resulte en stomatitis ulcerosa. Se pueden desarrollar otros resultados tóxicos, tales como sensación indefinida de malestar corporal, presencia de albúmina u otra sustancia proteica en la orina, diarrea, reacciones cutáneas y a veces exodermatitis grave.

PROPIEDADES

Nombre Bismuto Número atómico 83 Valencia 3,5 Estado de oxidación +3 Electronegatividad 1,9 Radio covalente (Å) 1,46 Radio iónico (Å) 1,20 Radio atómico (Å) 1,70 Configuración electrónica [Xe]4f145d106s26p3 Primer potencial de ionización (eV) 8,07 Masa atómica (g/mol) 208,980 Densidad (g/ml) 9,8 Punto de ebullición (ºC) 1560 Punto de fusión (ºC) 271,3 Descubridor Los antiguos

GRUPO IV O CARBONOIDES

El grupo de carbono es un grupo de la tabla periódica integrado por los elementos: carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) En la notación moderna de la IUPAC se lo llama Grupo 14. En el campo de la física de los semiconductores, todavía es universalmente llamado Grupo IV.

Características

Propiedades químicas

Al igual que otros grupos, los miembros de esta familia poseen similitudes en su configuración electrónica, ya que poseen la misma cantidad de electrones en el último nivel o subnivel de energía. Eso explica las similitudes en sus comportamientos químicos.

Z	Elemento	Distribución electrónica/valencia
6	Carbono	2, 4
14	Silicio	2, 8, 4
32	Germanio	2, 8, 18, 4
50	Estaño	2, 8, 18, 18, 4
82	Plomo	2, 8, 18, 32, 18, 4

Cada uno de los elementos de este grupo tiene 4 electrones en su capa más externa. En la mayoría de los casos, los elementos comparten sus electrones; la tendencia a perder electrones aumenta a medida que el tamaño del átomo aumenta. El carbono es un no metal que forma iones negativos bajo forma de carburos (4-). El silicio y el germanio son metaloides con número de oxidación +4. El estaño y el plomo son metales que también tienen un estado de oxidación +2. El carbono forma tetrahaluros con los halógenos. El carbono se puede encontrar bajo la forma de tres óxidos: dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO) y dióxido de tricarbono (C₃O₂).El carbono forma disulfuros y diselenios.¹​

El silicio forma dos hidruros: SiH₄ y Si₂H₆. El silicio forma tetrahaluros de silicio con flúor, cloro e yodo. El silicio también forma un dióxido y un disulfuro.La fórmula química del nitruro de silicio es Si₃N₄.²​

El germanio forma dos hidruros: GeH₄ y Ge₂H₆. El germanio también fomrma tetrahaluros con todos los halógenos, excepto con el astato y forma di dihaluros con todos los halógenos excepto con el bromo y el astato. El Germanio también forma dióxidos, disulfuros y diselenios.

El estaño forma dos hidruros: SnH₄ y Sn₂H₆. El estaño forma tetrahaluros y dihaluros con todos los halógenos menos con el Astato.

El plomo forma hidruros bajo la forma de PbH₄. Forma dihaluros y tetrahaluros con el flúor y con el cloro. También forma tetrabromuros y dihioduros.

Propiedades físicas

Los puntos de ebullición en el grupo del carbono tienden a disminuir a medida que se desciende en el grupo. El carbono es el más ligero del grupo, el mismo sublima a 3825°C.El punto de ebullición del silicio es 3265°C, el del germanio es 2833°C, el del estaño es 2602°C y el del plomo es 1749°C. Los puntos de fusión tienen la misma tendencia que su punto de ebullición. El punto de fusión del silicio es 1414°C, el del germanio 939°C, para el estaño es 232°C y para el plomo 328°C.

La estructura cristalina del carbono es hexagonal, a altas presiones y temperaturas se encuentra bajo la forma de diamante.

La densidad de los elementos del grupo del carbono tiende a aumentar con el aumento del número atómico. El carbono tiene una densidad de 2,26 g/cm³, la densidad del silicio es de 2,33 g/cm³ y la densidad del germanio es de 5,32 g/cm³. El estaño tiene una densidad de 7,26 g/cm³ mientras que la del plomo es de 11,3 g/cm³.

El radio atómico de los elementos del grupo del carbono tiende a aumentar a medida que aumenta el número atómico. El radio atómico del carbono es de 77 picometros, el del silicio es de 118 picómetros, el del germanio es de 123 picómetros, el del estaño es de 141 picómetros, mientras que el del plomo es de 175 picómetros.

Aplicaciones

El carbono es comúnmente utilizado en su forma amorfa. En esta forma el carbono se utiliza para la fabricación de acero, como relleno en los neumáticos, y como carbón activado. El carbono grafito se utiliza en los lápices. El diamante, otra de las formas del carbono, se utiliza comúnmente en la joyería. Las fibras de carbono se utilizan en numerosas aplicaciones, tales como puntales de satélite, debido a que las fibras son muy fuertes pero elásticas.⁸​

El dióxido de silicio tiene una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo pasta de dientes,materiales de construcción, y la sílice es un uno de los componentes principales del vidrio. Un 50% del silicio puro se dedica a la fabricación de aleaciones de metales. Mientras que un 45% se dedica a la fabricación de siliconas. El silicio también se usa comúnmente en los semiconductores desde la década de 1950.

El germanio se utilizó en los semiconductores hasta la década de 1950, cuando fue sustituido por el silicio. Los detectores de radiación contienen germanio. El óxido de germanio se utiliza en la fibra óptica.

SILICIO

Símbolo Si, número atómico 14 y peso atómico 28.086. El silicio es el elemento electropositivo más abundante de la corteza terrestre. Es un metaloide con marcado lustre metálico y sumamente quebradizo. Por lo regular, es tetravalente en sus compuestos, aunque algunas veces es divalente, y es netamente electropositivo en su comportamiento químico. Además, se conocen compuestos de silicio pentacoordinados y hexacoordinados.

El silicio elemental crudo y sus compuestos intermetálicos se emplean como integrantes de aleaciones para dar mayor resistencia al aluminio, magnesio, cobre y otros metales. el silicio metalúrgico con pureza del 98-99% se utiliza como materia prima en la manufactura de compuestos organosilícicos y resinas de silicona, elastómeros y aceites. Los chips de silicio se emplean en circuitos integrados.

Efectos del Silicio sobre la salud

El silicio elemental es un material inerte, que parece carecer de la propiedad de causar fibrosis en el tejido pulmonar. Sin embargo, se han documentado lesiones pulmonares leves en animales de laboratorio sometidos a inyecciones intratraqueales de polvo de silicio. El polvo de silicio tiene pocos efectos adversos sobre los pulmones y no parece producir enfermedades orgánicas significativas o efectos tóxicos cuando las exposiciones se mantienen por debajo de los límites de exposición recomendados. El silicio puede tener efectos crónicos en la respiración. El silicio cristalino (dióxido de silicio) es un potente peligro para la respiración. Sin embargo, la probablilidad de que se produzca dióxido de silicio durante los procesamientos normales es muy remota. LD50 (oral)-3160 mg/kg. (LD50: Dosis Letal 50.

PROPIEDADES

Nombre Silicio Número atómico 14 Valencia 4 Estado de oxidación +4 Electronegatividad 1,8 Radio covalente (Å) 1,11 Radio iónico (Å) 0,41 Radio atómico (Å) 1,32 Configuración electrónica [Ne]3s23p2 Primer potencial de ionización (eV) 8,15 Masa atómica (g/mol) 28,086 Densidad (g/ml) 2,33 Punto de ebullición (ºC) 2680 Punto de fusión (ºC) 1410 Descubridor Jons Berzelius en 1823

GERMANIO

Elemento químico, metálico, gris plata, quebradizo, símbolo Ge, número atómico 32, peso atómico 72.59, punto de fusión 937.4ºC (1719ºF) y punto de ebullición 2830ºC (5130ºF), con propiedades entre el silicio y estaño. El germanio se encuentra muy distribuido en la corteza terrestre con una abundancia de 6.7 partes por millon (ppm). El germanio se halla como sulfuro o está asociado a los sulfuros minerales de otros elementos, en particular con los del cobre, zinc, plomo, estaño y antimonio.

El germanio tiene una apariencia metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicas de un metal sólo en condiciones especiales, dado que está localizado en la tabla periódica en donde ocurre la transición de metales a no metales. A temperatura ambiente hay poca indicación de flujo plástico y, en consecuencia, se comporta como un material quebradizo.

Efectos del hidruro de Germanio y el tetrahidruro de germanio sobre la salud

El hidruro de germanio y el tetrahidruro de germanio son extremadamente inflammables e incluso explosives cuando son mezclados con el aire. Inhalación: Calambres abdominales. Sensación de quemadura. Tos. Piel: Enrojecimiento. Dolor. Ojos: Enrojecimiento. Dolor.

Peligros físicos: El gas es más pesado que el aire y puede viajar por el suelo; es possible la ignición a distancia.

Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación.

Riesgo de inhalación: En caso de pérdidas en el contenedor se alcanzará rápidamente una concentración peligrosa del gas en el aire.

Efectos de la exposición a corto plazo: La sustancia irrita los ojos, la piel y el tracto respiratorio. La sustancia puede tener efectos en la sngre, resultando en lesiones de las células sanguíneas. La exposición puede resultar en la muerte.

PROPIEDADES

Nombre	Germanio
Número atómico	32
Valencia	4
Estado de oxidación	+4
Electronegatividad	1,8
Radio covalente (Å)	1,22
Radio iónico (Å)	0,53
Radio atómico (Å)	1,37
Configuración electrónica	[Ar]3d104s24p2
Primer potencial de ionización (eV)	8,16
Masa atómica (g/mol)	72,59
Densidad (g/ml)	5,32
Punto de ebullición (ºC)	2830
Punto de fusión (ºC)	937,4
Descubridor	Clemens Winkler 1886

ESTAÑO

Elemento químico, de símbolo Sn, número atómico 50 y peso atómico 118.69. Forma compuesto de estaño(II) o estañoso(Sn2+) y estaño(IV) o estánico (Sn4+), así como sales complejas del tipo estanito (M2SnX4) y estanato (M2SnX6).

Se funde a baja temperatura; tiene gran fluidez cuando se funde y posee un punto de ebullición alto. es suave, flexible y resistente a la corrosión en muchos medios. Una aplicación importante es el recubrimiento de envases de acero para conservar alimentos y bebidas. Otros empleos importantes son: aleaciones para soldar, bronces, pletres y aleaciones industriales diversas. Los productos químicos de estaño, tanto inorgánicos como orgánicos, se utilizan mucho en las industrias de galvanoplastia, cerámica y plásticos, y en la agricultura.

El mineral del estaño más importante es la casiterita, SnO2. No se conocen depósitos de alta calidad de este mineral. La mayor parte del mineral de estaño del mundo se obtiene de depósitos aluviales de baja calidad.

Efectos del Estaño sobre la salud

El estaño se aplica principalmente en varias sustancias orgánicas. Los enlaces orgánicos de estaño son las formas más peligrosas del estaño para los humanos. A pesar de su peligro son aplicadas en gran número de industrias, tales como la industria de la pintura y del plástico, y en la agricultura a través de los pesticidas. El número de aplicaciones de las sustancias orgánicas del estaño sigue creciendo, a pesar del hecho de que conocemos las consecuencias del envenenamiento por estaño.

Los efectos de las sustancias orgánicas de estaño pueden variar. Dependen del tipo de sustancia que está presente y del organismo que está expuesto a ella. El estaño trietílico es la sustancia orgánica del estaño más peligrosa para los humanos. Tiene enlaces de hidrógeno relativamente cortos. Cuanto más largos sean los enlaces de hidrógeno, menos peligrosa para la salud humana será la sustancia del estaño. Los humanos podemos absorber enlaces de estaño a través de la comida y la respiración y a través de la piel. La toma de enlaces de estaño puede provocar efectos agudos así como efectos a largo plazo.

Los efectos agudos son:

• Irritaciones de ojos y piel
• Dolores de cabeza
• Dolores de estómago
• Vómitos y mareos
• Sudoración severa
• Falta de aliento
• Problemas para orinar

Los efectos a largo plazo son:

• Depresiones
• Daños hepáticos
• Disfunción del sistema inmunitario
• Daños cromosómicos
• Escasez de glóbulos rojos
• Daños cerebrales (provocando ira, trastornos del sueño, olvidos y dolores de cabeza)

PROPIEDADES

Nombre Estaño Número atómico 50 Valencia 2,4 Estado de oxidación +4 Electronegatividad 1,8 Radio covalente (Å) 1,41 Radio iónico (Å) 0,71 Radio atómico (Å) 1,62 Configuración electrónica [Kr]4d105s25p2 Primer potencial de ionización (eV) 7,37 Masa atómica (g/mol) 118,69 Densidad (g/ml) 7,30 Punto de ebullición (ºC) 2270 Punto de fusión (ºC) 231,9 Descubridores Los antiguos

PLOMO

Elemento químico, Pb, número atómico 82 y peso atómico 207.19. El plomo es un metal pesado (densidad relativa, o gravedad específica, de 11.4 s 16ºC (61ºF)), de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico, se funde con facilidad, se funde a 327.4ºC (621.3ºF) y hierve a 1725ºC (3164ºF). Las valencias químicas normales son 2 y 4. Es relativamente resistente al ataque de los ácidos sulfúrico y clorhídrico. Pero se disuelve con lentitud en ácido nítrico. El plomo es anfótero, ya que forma sales de plomo de los ácidos, así como sales metálicas del ácido plúmbico. El plomo forma muchas sales, óxidos y compuestos organometálicos.

Industrialmente, sus compuestos más importantes son los óxidos de plomo y el tetraetilo de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Todas las aleaciones formadas con estaño, cobre, arsénico, antimonio, bismuto, cadmio y sodio tienen importancia industrial.

Efectos del Plomo sobre la salud

El Plomo es un metal blando que ha sido conocido a través de los años por muchas aplicaciones. Este ha sido usado ampliamente desde el 5000 antes de Cristo para aplicaciones en productos metálicos, cables y tuberías, pero también en pinturas y pesticidas. El plomo es uno de los cuatro metales que tienen un mayor efecto dañino sobre la salud humana. Este puede entrar en el cuerpo humano a través de la comida (65%), agua (20%) y aire (15%).

Las comidas como fruta, vegetales, carnes, granos, mariscos, refrescos y vino pueden contener cantidades significantes de Plomo. El humo de los cigarros también contiene pequeñas cantidades de plomo.

El Plomo puede entrar en el agua potable a través de la corrosión de las tuberías. Esto es más común que ocurra cuando el agua es ligeramente ácida. Este es el porqué de los sistemas de tratamiento de aguas públicas son ahora requeridos llevar a cabo un ajuste de pH en agua que sirve para el uso del agua potable. Que nosotros sepamos, el Plomo no cumple ninguna función esencial en el cuerpo humano, este puede principalmente hacer daño después de ser tomado en la comida, aire o agua.

El Plomo puede causar varios efectos no deseados, como son:

• Perturbación de la biosíntesis de hemoglobina y anemia
• Incremento de la presión sanguínea
• Daño a los riñones
• Abortos y abortos sutíles
• Perturbación del sistema nervioso
• Daño al cerebro
• Disminución de la fertilidad del hombre a través del daño en el esperma
• Disminución de las habilidades de aprendizaje de los niños
• Perturbación en el comportamiento de los niños, como es agresión, comportamiento impulsivo e hipersensibilidad.

El Plomo puede entrar en el feto a través de la placenta de la madre. Debido a esto puede causar serios daños al sistema nervioso y al cerebro de los niños por nacer.

PROPIEDADES

Nombre	Plomo
Número atómico	82
Valencia	2,4
Estado de oxidación	+2
Electronegatividad	1,9
Radio covalente (Å)	1,47
Radio iónico (Å)	1,20
Radio atómico (Å)	1,75
Configuración electrónica	[Xe]4f145d106s26p2
Primer potencial de ionización (eV)	7,46
Masa atómica (g/mol)	207,19
Densidad (g/ml)	11,4
Punto de ebullición (ºC)	1725
Punto de fusión (ºC)	327,4
Descubridor	Los antiguos

BIBLIOGRAFÍA

https://www.lenntech.es/periodica/tabla-periodica.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_del_Carbono

https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_del_nitr%C3%B3geno

http://www.areaciencias.com/VIDEOS%20YOUTUBE/LA%20ESTRUCTURA%20DE%20LA%20TABLA%20PERIODICA.htm