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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA
ESCUELA ACADEMICA INGNIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
QUMICA GENERAL E INORGNICA 1
INTRODUCCION
La tabla peridica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material didctico
para cualquier estudiante, ms an para estudiantes
de qumica, medicina e ingeniera. De la tabla peridica se
obtiene informacin necesaria del elemento qumico, en cuanto se refiere a
su estructura interna y propiedades, ya sean fsicas o qumicas.
La actual tabla peridica moderna explica en forma detallada y actualizada las
propiedades de los elementos qumicos, tomando como base a su estructura
atmica.
Segn sus propiedades qumicas, los elementos se clasifican en metales y no
metales. Hay ms elementos metlicos que no metlicos. Los mismos elementos
que hay en la tierra existen en otros planetas del espacio sideral. El estudiante
debe conocer ambas clases, sus propiedades fsicas y qumicas importantes; no
memorizar, sino familiarizarse, as por ejemplo familiarizarse con la valencia de
los principales elementos metlicos y no metlicos, no en forma individual o
aislada, sino por grupos o familias (I, II, III, etc.) y de ese modo aprender de
manera fcil y gil frmulas y nombres de los compuestos qumicos, que es parte
vital del lenguaje qumico.
Es por ello que invitamos a usted a dar una lectura al presente trabajo, con el
motivo que se entere de los diferentes comportamientos que tienen los
elementos y compuestos qumicos en procesos de laboratorio, e incluso, que
suceden en la vida real.
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QUMICA GENERAL E INORGNICA 2
Fundamentos tericos
Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb)
y mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigedad, el primer
descubrimiento cientfico de un elemento ocurri en el siglo XVII, cuando el
alquimista Henning Brand descubri el fsforo (P).5 En el siglo XVIII se
conocieron numerosos nuevos elementos, los ms importantes de los cuales
fueron los gases, con el desarrollo de la qumica.
Neumtica: oxgeno (O), hidrgeno (H) y nitrgeno (N). Tambin se consolid
en esos aos la nueva concepcin de elemento, que condujo a Antoine
Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecan 33
elementos. A principios del siglo XIX, la aplicacin de la pila elctrica al estudio
de fenmenos qumicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como
los metales alcalinos y alcalinotrreos, sobre todo gracias a los trabajos
de Humphry Davy. En 1830 ya se conocan 55 elementos. Posteriormente, a
mediados del siglo XIX, con la invencin del espectroscopio, se descubrieron
nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus lneas
espectrales caractersticas: cesio (Cs, del latn caesus, azul), talio (Tl, de tallo,
por su color verde),rubidio (Rb, rojo), etc.
A lo largo del siglo XVIII, las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de
entender la composicin qumica, que aparece claramente expuesto
por Lavoisier en su obra Tratado. Todo ello condujo a diferenciar en primer
lugar qu sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos
qumicos, cules eran sus propiedades y cmo aislarlas.
El descubrimiento de gran cantidad de elementos nuevos, as como el estudio
de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo
que aument el inters de los qumicos por buscar algn tipo de clasificacin.
Los pesos atmicos
A principios del siglo XIX, John Dalton (17661844) desarroll una concepcin
nueva del atomismo, a la que lleg gracias a sus estudios meteorolgicos y de
los gases de la atmsfera. Su principal aportacin consisti en la formulacin
de un "atomismo qumico" que permita integrar la nueva definicin de
elemento realizada por Antoine Lavoisier(17431794) y las leyes ponderales de
la qumica (proporciones definidas, proporciones mltiples, proporciones
recprocas).
Dalton emple los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban
las sustancias de su poca y realiz algunas suposiciones sobre el modo como
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se combinaban los tomos de las mismas. Estableci como unidad de referencia
la masa de un tomo de hidrgeno (aunque se sugirieron otros en esos aos) y
refiri el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema
de masas atmicas relativas. Por ejemplo, en el caso del oxgeno, Dalton parti
de la suposicin de que el agua era uncompuesto binario, formado por un tomo
de hidrgeno y otro de oxgeno. No tena ningn modo de comprobar este punto,
por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hiptesis a priori.
Metales, no metales, metaloides y metales de transicin
La primera clasificacin de elementos conocida fue propuesta por Antoine
Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no
metales y metaloides ometales de transicin. Aunque muy prctica y todava
funcional en la tabla peridica moderna, fue rechazada debido a que haba
muchas diferencias tanto en las propiedades fsicas como en las qumicas.
Tradas de Dbereiner
Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de
propiedades anlogas y relacionarlo con los pesos atmicos se debe al qumico
alemn Johann Wolfgang Dbereiner (17801849) quien en 1817 puso de
manifiesto el notable parecido que exista entre las propiedades de ciertos
grupos de tres elementos, con una variacin gradual del primero al ltimo.
Posteriormente (1827) seal la existencia de otros grupos de tres elementos en
los que se daba la misma relacin
(cloro, bromo y yodo; azufre, selenio ytelurio; litio, sodio y potasio).
A estos grupos de tres elementos se los denomin tradas y hacia 1850 ya se
haban encontrado unas 20, lo que indicaba una cierta regularidad entre los
elementos qumicos.
Tradas de Dbereiner
Litio LiCl
LiOH Calcio
CaCl2
CaSO4 Azufre
H2S
SO2
Sodio NaCl
NaOH Estroncio
SrCl2
SrSO4 Selenio
H2Se
SeO2
Potasio KCl
KOH Bario
BaCl2
BaSO4 Telurio
H2Te
TeO2
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Dbereiner intent relacionar las propiedades qumicas de estos elementos (y
de sus compuestos) con los pesos atmicos, observando una gran analoga
entre ellos, y una variacin gradual del primero al ltimo.
Ley de las octavas de Newlands
Artculo principal: John Alexander Reina Newlands
En 1864, el qumico ingls John Alexander Reina Newlands comunic al Royal
College of Chemistry (Real Colegio de Qumica) su observacin de que al
ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atmicos (prescindiendo
del hidrgeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tena unas
propiedades muy similares al primero. En esta poca, los llamados gases
nobles no haban sido an descubiertos.
Esta ley mostraba una cierta ordenacin de los elementos en familias (grupos),
con propiedades muy parecidas entre s y en periodos, formados por ocho
elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente.
Tabla peridica de Mendelyev
Artculo principal: Tabla peridica de Mendelyev
En 1869, el ruso Dmitri Ivnovich Mendelyev public su primera Tabla Peridica
en Alemania. Un ao despus lo hizoJulius Lothar Meyer, que bas su
clasificacin peridica en la periodicidad de los volmenes atmicos en funcin
de la masa atmica de los elementos.6 Por sta fecha ya eran conocidos
Ley de las octavas de Newlands
1 2 3 4 5 6 7
Li
6,9
Na
23,0
K
39,0
Be
9,0
Mg
24,3
Ca
40,0
B
10,8
Al
27,0
C
12,0
Si
28,1
N
14,0
P
31,0
O
16,0
S
32,1
F
19,0
Cl
35,5
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63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza. La clasificacin la llevaron
a cabo los dos qumicos de acuerdo con los criterios siguientes:
1. Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atmicas.
2. Los agruparon en filas o periodos de distinta longitud.
3. Situaron en el mismo grupo elementos que tenan propiedades qumicas
similares, como la valencia.
Nocin de nmero atmico y mecnica cuntica
La tabla peridica de Mendelyev presentaba ciertas irregularidades y
problemas. En las dcadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos
de los gases nobles, las "tierras raras" y los elementos radioactivos. Otro
problema adicional eran las irregularidades que existan para compaginar el
criterio de ordenacin por peso atmico creciente y la agrupacin por familias
con propiedades qumicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se encuentran
en las parejas telurioyodo, argnpotasio y cobaltonquel, en las que se hace
necesario alterar el criterio de pesos atmicos crecientes en favor de la
agrupacin en familias con propiedades qumicas semejantes.
Durante algn tiempo, esta cuestin no pudo resolverse satisfactoriamente
hasta que Henry Moseley (18671919) realiz un estudio sobre
los espectros de rayos X en 1913. Moseley comprob que al representar la raz
cuadrada de la frecuencia de la radiacin en funcin del nmero de orden en el
sistema peridico se obtena una recta, lo cual permita pensar que este orden
no era casual sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atmica. Hoy
sabemos que esa propiedad es el nmero atmico (Z) o nmero decargas
positivas del ncleo.
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Estructura y organizacin de la tabla peridica
Grupos
A las columnas verticales de la tabla peridica se les conoce como grupos o
familias. Hay 18 grupos en la tabla peridica estndar, de los cuales diez son
grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos
correspondan a conocidas familias de elementos qumicos: la tabla peridica se
ide para ordenar estas familias de una forma coherente y fcil de ver.
los grupos de la tabla peridica son:
1. Grupo 1 (I A): los metales
alcalinos
2. Grupo 2 (II A): los metales
alcalinotrreos.
3. Grupo 3 (III B): familia
del Escandio (tierras
raras yactinidos).
4. Grupo 4 (IV B): familia
del Titanio.
5. Grupo 5 (V B): familia
del Vanadio.
1. Grupo 7 (VII B):
familia
del Manganeso.
2. Grupo 8 (VIII B):
familia del Hierro.
3. Grupo 9 (VIII B):
familia del Cobalto.
4. Grupo 10 (VIII B):
familia del Nquel.
5. Grupo 11 (I B):
familia del Cobre.
1. Grupo 13 (III A):
los trreos.
2. Grupo 14 (IV A):
los carbonoideos.
3. Grupo 15 (V A):
los nitrogenoideos .
4. Grupo 16 (VI A): los
calcgenos
o anfgenos.
5. Grupo 17 (VII A):
los halgenos.
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6. Grupo 6 (VI B): familia
del Cromo.
6. Grupo 12 (II B):
familia del Zinc.
6. Grupo 18 (VIII A):
los gases nobles.
Las filas horizontales de la tabla peridica son llamadas
La tabla peridica consta de 7 perodos:
1. Perodo 1
2. Perodo 2
3. Perodo 3
4. Perodo 4
1. Perodo 5
2. Perodo 6
3. Perodo 7
Bloques
La tabla peridica se puede tambin dividir en bloques de elementos segn el
orbital que estn ocupando loselectrones ms externos, de acuerdo al principio
de Aufbau.
Los bloques o regiones se denominan segn la letra que hace referencia al
orbital ms externo: s, p, d y f. Podra haber ms elementos que llenaran otros
orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se contina
con el orden alfabtico para nombrarlos.
1. Bloque s
2. Bloque p
3. Bloque d
4. Bloque f
5. Bloque g (bloque hipottico)
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Objetivos
1. Estudiar los elementos de la tabla peridica mediante reacciones de
reconocimiento identificndolas por sus caractersticas y propiedades
2. Familiarizar a los estudiante en las diversas reacciones qumicas
Materiales y reactivos
1. Vaso de precipitacin de 250 mL
2. Pinza
3. Probeta
4. 04 tubos de ensayo y gradilla
5. Luna de reloj
6. Pipeta de 10mL
7. Esptula
8. Pizeta
9. Sodio metlico
10. Fenolftalena
11. cido clorhdrico
12. Viruta de aluminio
13. Cobre metlico
14. Zinc metlico y papel peridico
Procedimiento experimental
Familia de los alcalinos:
1. En un vaso de precipitacin de 250 mL de capacidad medir 150 mL de
agua destilada
2. Con mucho cuidado y con una ayuda de una pinza dejar caer al agua
destilada un trocito de sodio metlico (del tamao aproximado de un
cabeza de fsforo o media lenteja ), cubrir inmediatamente al vaso con
luna de reloj
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3. Retirar la luna de reloj y a la solucin obtenida 3 gotas de fenolftalena
y observe que sucede adems escriba la educacin de la reaccin
Familia de los metales alcalinos:
1. En un vaso de precipitacin de 250 mL de capacidad medir 150mL de
agua destilada
2. En un tubo de ensayo colocar agua destilada las partes de su
volumen
3. Agregar 04 gotas de fenolftalena
4. Aadir un trocito de calcio al tubo de ensayo inmediatamente tapar con
papel peridico humedecido de 2 x 2 cm
5. Colocar el tubo en el vaso de precipitacin que contiene agua
Familia de los algenos (F,Cl,Br,I), familia de los boranos (Al),IB (Cu) y
IIB(Zn)
1. Utilizar una gradilla con un banco de tres tubos enumerados de uno a
tres
2. Agregar al primer tubo pequea cantidad de virutas de aluminio, al
segundo tubo pequea cantidad de virutas de cobre y al ercer tubo
virutas de zinc.
3. Agregar a cada un de los tubos con mucho cuidado 2 mL de HCL
4. CUESTIONARIO
1. Qu son los metales alcalinos trreos?
Son los elementos metlicos de la Tabla Peridica. De la situacin entre los metales alcalinos y los elementos trreos y del hecho de que el calcio, estroncio y bario) son bsicos Son: berilio, magnesio, calcio y bario Constituyen algo ms (sobre todo calcio y magnesio), pero son bastante reactivos y no se encuentran libres.
2. Como obtenemos los metales alcalinos trreos.
Los trreos. Al aire hmedo y en agua forman hidrxido (desprendiendo hidrgeno), en algunos casos slo superficial que impide el posterior ataque o lo hacen ms lento (berilio y magnesio). Reaccionan directamente.
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3. Porqu se producen la precipitacin de los alcalinos trreos.
La precipitacin de los alcalinos se produce por la no dilucin de todas las partculas
con el solvente pertenecientes al grupo alcalinos trreos, yaqu vuelve a su estado
normal y forma dos fases.
4. Cul es la diferencia entre metales alcalinos y alcalinos
trreos?
Mtales alcalinos Alcalinos trreos
1. Los alcalinos son ms activos y
violentos a la hora de reaccionar
y son mejores conductores de
calor y electricidad.
2. Los alcalinos solo presentan 1
electrn libre.
3. Los metales alcalinos trreos
tienen enlaces metlicos ms
fuertes que los metales
alcalinos.
4. los alcalinos trreos presentan
dos electrones libres y forman
iones con carga positiva doble.
5. Mencione las propiedades fsicas y qumicas de los
halgenos.
PROPIEDADES QUMICA DE LOS HALGENOS:
Fundamental de los halgenos es su capacidad oxidante, por la que arrebatan electrones o
unidades elementales de carga a otros elementos y molculas de signo elctrico negativo para
formar iones tambin negativos denominados aniones haluro. La energa de oxidacin de los
halgenos es mxima en el flor y se debilita hasta el yodo. El stato, por su naturaleza
radiactiva, forma escasa e inestables compuestos. Los iones haluro, relativamente grandes e
incoloros, poseen una alta estabilidad, en especial en el caso de los fluoruros y cloruros.
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PROPIEDADES FSICAS DE LOS HALGENOS:
Elemento Flor Cloro Bromo Yodo
Configuracin [He]2s2p5 [Ne]3s2p5 [Ar]3d104s2p5 [Kr]4d105s2p5
Masa Atmica (uma)
18,9984 35,4527 79,904 126,90447
Punto de Fusin (K)
53,6 172,18 265,9 386,7
Punto de Ebullicin (K)
85 239,2 331,94 457,5
Densidad (kg/m) 1516 2030 4050 4930
Calor de Fusin (kJ/mol)
1,0 6,4 10,8 15,3
Calor de Vaporizacin (kJ/mol)
6,5 20,4 29,6 42,0
Calor de Atomizacin (kJ/mol de tomos)
79,0 121,0 112,0 107,0
Estados de Oxidacin
-1 -1, +1, +2, +3 , +4, +5, +6, +7
-1, +1, +3 , +4, +5, +7
-1, +1, +3 , +5, +7
1 Energa de Ionizacin (kJ/mol)
1681 1251,1 1139,9 1008,4
2 Energa de Ionizacin (kJ/mol)
3374,1 2297,3 2103,4 1845,8
3 Energa de Ionizacin (kJ/mol)
6050,3 3821,8 3473,4 3184
Afinidad Electrnica (kJ/mol)
328 349 324,7 295,2
Radio Atmico () 0,57 0,97 1,12 1,32
Radio Covalente ()
0,72 0,99 1,14 1,33
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Radio Inico () F- = 1,31
Cl- = 1,81 Cl+7 = 0,26
Br- = 1,95 Br+7 = 0,39
I- = 2,16 I+7 = 0,50
Volumen Atmico (cm/mol)
17,1 22,7 23,5 25,74
Polarizabilidad () 0,6 2,2 3,1 5
Electronegatividad (Pauling)
3,98 3,16 2,96 2,66
6.- APLICACIN DE HALGENOS
La aplicacin de los halgenos en nuestro trabajo se dio en tres tubos de ensayos,
diferentes las cuales se los mencionamos a continuacin:
1 SE TRABAJA CON ALUMINIO
2 SE TRABAJA CON COBRE
3 SE TRABAJA CON ZINC
Agua destila una cantidad media del tubo de ensayo.
Una traza de Al.
2ml de cido clorhdrico (HCl).
Agua destila una cantidad media del tubo de ensayo.
Una traza de Cu. 2ml de cido
clorhdrico (HCl).
Agua destila una cantidad media del tubo de ensayo.
Una traza de Zn.
2ml de cido clorhdrico (HCl).
7.- QUE METALES SE DISUELVEN POR ACCION DEL ACIDO CLORIDRICO REALIZADAS
EN LA PRACTICA?
SUSTANCIA RX CON HCl
DESPRENDIMIENTO DE GAS
COLOR DE SUSTANCIA
TIPO DE REACCION
RESIDUOS
Al
Cu
Zn
Los metales que se disuelven por la accin del cido clorhdrico (HCl) son:
Al.- porque al entrar en contacto con cido empieza a reaccionarse de
Inmediato, pero este se descompone en una cantidad muy bastante a menudo.
Zn.- cuando una vez se le aade el cido clorhdrico (HCl,) este se mostrara
como si estara en una etapa de ebullicin, donde se puede apreciar que emana
las molculas de hidrogeno.
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ANEXOS
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6. BIBLIOGRAFIA
1. Juan Carlos Montao qumica general tomo I.
2. Salcedo Lozano, A. 2012. Qumica teora y prctica. Editor
San Marcos. Lima.