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jueves, 3 de junio de 2010

como a evololucionado la tabla periodica en la tecnologia 1. Origen histórico de la Tabla Periódica de Los Elementos Los primeros intentos se basaron en ordenar los elementos conocidos según sus propiedades, en especial su masa atómica. A comienzos del siglo XIX el alemán Debereiner desarrollo la Ley de las Triadas, ordenando los elementos en tríos donde el promedio de la masa atómica de dos de ellos correspondía a la del tercero. A mediados de siglo el inglés Newlands planteó la Ley de las Octavas, donde los elementos se ordenaban en grupos de siete ya que el octavo tenía propiedades similares a la del primero. Hacia fines de la década del sesenta (del 1800) habían sido descubiertos cerca de 80 elementos químicos. La situación era por un lado muy satisfactoria: todas las sustancias vivas y objetos inertes que se encuentran en la naturaleza se comprenden como formadas por moléculas más o menos complicadas, a su vez formadas por combinaciones distintas de átomos. Las propiedades básicas de los objetos dependen no sólo de cuáles son los elementos que los forman sino de la disposición de estos dentro de la estructura de la materia. Los sólidos, por ejemplo, tienen la propiedad que les da nombre debido a la fuerte interacción de las moléculas que los forman, dispuestas en una red muy estable. De manera que con menos de una centena de elementos básicos es posible comprender la formación de una infinidad de diversas sustancias. Sin embargo había fuertes razones para desconfiar de la “elementalidad” de los átomos hallados. Por un lado una centena es un número demasiado grande para aceptar su existencia como elementos fundamentales. Este es un concepto más abstracto pero bien afianzado en la comunidad científica, el objetivo máximo de la investigación en esta área de la ciencia es la búsqueda de unos muy pocos (de ser posible sólo uno) componentes elementales de la materia. Por otro lado, los átomos descubiertos tenían propiedades químicas muy fuertemente relacionadas que llevaron a organizarlos por familias con las mismas características. La obra cumbre de este ordenamiento fue propuesta por Mendeleiev (1869) junto a Meyer, en su célebre Tabla Periódica de Los Elementos, que no sólo sirvió para agruparlos sino también para predecir la existencia de elementos aún no observados. Esta periodicidad de la naturaleza no podía ser casual y debía tener origen en la existencia de una estructura más fundamental aún que los átomos. Mendeleiev nunca comprendió la estructura del átomo, pero su trabajo fue esencial al estimular la investigación para descubrirlo. Hoy, gracias a los postulados de Rutherford y Bohr, sabemos que la Periodicidad de los elementos es en función de su número atómico, y por lo tanto depende de su configuración electrónica. 2. Tabla Periódica de Los Elementos * ¿Qué es la Tabla Periódica de Los Elementos? La Tabla Periódica de Los Elementos es sencillamente el ordenamiento de los elementos químicos según su número atómico, es decir, la cantidad de protones del núcleo de un átomo. Las propiedades físicas y químicas de un elemento y sus compuestos se relacionan con la posición que ocupa ese elemento en la tabla, la que se divide básicamente en grupos y periodos. Mendeleiev fue quien la compuso y con ello pudo prever la existencia y las propiedades de elementos desconocidos en su época. El los colocó en orden de acuerdo a su peso atómico y luego las agrupo en filas basado en sus propiedades químicas y físicas, como lo veremos en la siguiente imagen en la actualizada Tabla Periódica, en la que hay nuevos elementos, pero estructura, composición y orden se mantiene de acuerdo a la creación de Mendeleiev. 'Tabla Periódica de Elementos' 3. Científicos involucrados en la creación de la Tabla Periódica de los Elementos y su aporte * Debereiner El primer intento de clasificación y agrupación de los elementos fue hecho en 1817 por el científico Debereiner, pero en su época aun estaba en discusión los valores de los pesos atómicos de los pocos elementos conocidos en ese entonces. Esta idea solo que solo en intento. * Newlands El inglés Newlands plantea la ley de octavas, donde los elementos se ordenan en grupos de siete ya que el octavo tenía propiedades similares a la del primero. 'Tabla Periódica de Elementos' * Dimitri Ivánnovich Mandeleiev (1834-1907) En 1869, Mendeleiev y ideó una forma de organizar los elementos, dando origen así a la Tabla periódica de Los elementos. Si bien es cierto no tenía ni idea de cómo estaban conformados los átomos o de por qué se comportaban como lo hacían. Sin embargo, fue capaz de organizar la tabla periódica casi exactamente como la conocemos hoy en día, excepto que algunos elementos estaban faltando, porque eran desconocidos en esa época. Basado en los “huecos” de su tabla, Mendeleiev incluso tuvo éxito en predecir la existencia y propiedades de varios nuevos elementos. Su regla básica fue esta: los elementos en cualquier columna, o grupo, de la tabla son similares a sus compañeros de columna. Por ejemplo, observe la primera columna a la izquierda, bajo el hidrógeno (H). Los elementos en este grupo son conocidos como los metales alcalinos; todos son metales blandos que reaccionan violentamente para producir gas hidrógeno. * El Átomo de Edwin Schrödinger Aquí es que la física cuántica se vuelve realmente extraña. Si se hace un experimento para ver en dónde está una partícula, entonces se encuentra algo semejante a una partícula. Pero por otro lado, es una onda que contiene información sobre dónde probablemente está el electrón . El famoso experimento de dobje hendidura es otra forma de ver la naturaleza dual onda/partícula de los electrones. Qué significa cuando dice que el electrón "probablemente" esté en "alguna parte"? ¿Acaso el electrón no está en un lugar definido? Bueno, no. Hasta que se verifica dónde está, se trata realmente de una onda. No solamente eso, sino que Schrödinger demostró que esos electrones ni siquiera se mueven. Las ondas son estacionarias. Cada vez que se verifica en dónde está un electrón, se lo encuentra en un lugar diferente, pero eso no significa que se esté moviendo entre mediciones. Para algunos niveles de energía, si se comprueba la posición suficiente número de veces, se puede ver un patrón "como de órbita", pero no se engañe creyendo que los electrones realmente se están moviendo en pequeños círculos. Entonces ¿dónde está un electrón cuando no lo estamos mirando? ¿No tiene que estar en alguna parte? Esa es la parte bizarra: un electrón no está en ningún lugar en particular cuando no lo estamos viendo. Afortunadamente para la mayoría de los físicos, realmente no importa en dónde esté, solamente nos preocupamos acerca de cuanta energía tiene. Oh! Y por eso es que las órbitas son útiles! Pueden despistarnos sobre dónde está un electrón, pero nos dicen cuánta energía tiene. A eso lo llamamos el Nivel de Energía del electrón. Debido a que la idea de las órbitas es tan engañosa, los físicos comenzaron a usar una imagen del átomo que solamente mostrara los niveles de energía como alturas relativas. Y por supuesto se llama "el Modelo de Schrödinger". Así que en este applet la imagen a la izquierda del modelo de Bohr muestra el nivel de energía del electrón y el cuadro a la derecha muestra las áreas al rededor del núcleo en donde el electrón podrá ser probablemente encontrado. Usted puede interactuar con el átomo de hidrógeno de Bohr, así como lo hizo en el caso anterior, excepto que ahora verá también los cambios en el modelo de Schrödinger. * Aporte de Ernest Rutherford y Bohr Rutherford Químico inglés conocido especialmente por sus investigaciones en radioactividad, que establecieron la existencia y naturaleza de las transformaciones radioactivas, la estructura eléctrica de la materia y la naturaleza nuclear del átomo. Bohor Niels, Físico Danes, al que se debe una teoría sobre la estructura del átomo. Existen tres tipos de Tablas Cada autor siente la tentación de dibujar una tabla donde, según el, se manejan mejor los conceptos de periodicidad química. Las tablas más importantes, y que detallaremos son las que comúnmente se conocen como: Tabla Corta, Tabla Larga, Tabla Larga extendida * La Tabla Corta La tabla corta es una derivación directa de la propuesta original de Mendeleiev"Meyer; se le fueron introduciendo modificaciones a medida que se avanzaba en el tiempo y en el conocimiento; ya se advierte la presencia de un grupo vertical más; el grupo gases nobles, desconocidos por Mendeleiev. El uso de este tipo de tabla corta ha desaparecido en la actualidad. * La Tabla Larga La tabla Larga es una modificación muy útil, suele ser conocida como tabla de Both. Se construye de tal forma que refleja la teoría de Both sobre la distribución electrónica. En las verticales se encuentran los elementos cuya distribución electrónica final es coincidente, en esencia la tabla larga deriva de la original de Mendeleiev, extendiendo los períodos largos (cuarto, quinto y sexto) y cortando en dos los períodos cortos para acomodar en el medio a las series de los elementos de transición. Así se generan períodos largos pero solo a partir del cuarto período. El sistema más antiguo, pero que puede encontrarse en varios autores es el que se muestra, tomado de Cartmell"Fowles; Se da el nombre Grupo A a los ocho primeros de izquierda a derecha se nomencla así a los elementos denominados representativos y como Grupo B a los de transición. Otro sistema propuesto por Pierce obsérvese la posición que se establece para el Hidrógeno y el Helio y las acotaciones en cuanto a similitud electrónica y de propiedades; son colocados abajo los 18 grupos de elementos. * La Tabla Larga Extendida La Tabla Larga Extendida es la representación más moderna, el inconveniente es que los gráficos se hacen muy extensos, la misma sigue al recorrerla por número atómico creciente el llenado de órbitas propuesto por Borth; posee 32 columnas y el primer periodo tiene 2 elementos, el segundo y tercero tienen 8, el cuarto y quinto tienen 18 elementos, el sexto período 32 elementos y el séptimo hasta el momento se agota con 106 elementos. 4. Función que cumple la Tabla Periódica La Tabla Periódica de Los Elementos sencillamente cumple con la función del ordenamiento de los elementos químicos según su número atómico, es decir la cantidad de protones del núcleo de un átomo. Las propiedades físicas y químicas de un elemento y sus compuestos se relacionan con la posición que ocupa ese elemento en la tabla, la que se divide básicamente en Grupos y Periodos * Para que fue creada Lo que indujo al químico Dimitri Ivanovich Mendeleiev a la creación de ésta tabla, fue la necesidad de ordenar y clasificar los elementos químicos que hasta ese entonces se conocían, con el fin de facilitar las investigaciones y avanzar en el conocimiento de la materia. 5. Los Periodos y Grupos * Los Periodos Están formados por un conjunto de elementos que teniendo propiedades químicas diferentes, mantienen en común el presentar igual número de niveles con electrones en su envoltura, correspondiendo el número de periodo al total de niveles. Los elementos que pertenecen a un mismo periodo se caracterizan por que sus propiedades físicas y químicas varían gradualmente: el primer elemento presenta carácter metálico, pero a medida que avanza horizontalmente el carácter metálico disminuye y aparece el no metálico, siendo el último elemento netamente no metálico. * Cuáles son La tabla se divide 7 líneas horizontales, cada una es un periodo y corresponde a un nivel energético. Existen dos líneas horizontales al final de la tabla que corresponden a los elementos de transición interna, siendo la primera línea la de los Lantánidos que pertenecen al periodo 6 (después del lantano nº 57 hasta el lutecio nº 71), mientras que la segunda de los Actínidos pertenecen al periodo 7 (después del actinio nº 89 hasta el lawrencio nº 103) * Los Grupos Se presentan en forma vertical, estos grupos son constituidos por elementos que tienen igual cantidad de electrones de valencia. * Cuáles son La tabla se divide en 18 columnas, cada una es un grupo y sus elementos tienen un comportamiento químico similar. Se dividen en dos grupos A llamados elementos representativos, que corresponden a las dos primeras columnas más las últimas seis, y grupo B llamados elementos de transición externa, que corresponde a las columnas entremedio. Los grupos representativos también se les conoce como familia, los nombres son: Grupo I Metales alcalinos Grupo II Metales alcalinos térreos Grupo III Térreos Grupo VI Carbonoides Grupo V Nitrogenoides Grupo VI Anfígenos Grupo VII Halógenos Grupo VIII ó 0 Gases Nobles * Elementos existentes clasificados en Metales, No Metales, Metaloides y Gases Nobles METALES NO METALES METALOIDES GASES NOBLES Litio Carbono Hidrógeno Helio Berilio Nitrógeno Boro Neón Sodio Oxigeno Silicio Argón Magnesio Fluor Germanio Kriptón Aluminio Fósforo Arsénico Xenón Potasio Azufre Antimonio Radón Calcio Cloro Telurio Escandio Selenio Polonio Titanio Bromo Astato Vanadio Yodo Cromo Manganeso Hierro Cobalto Niquel Cobre Zinc Galio Rubidio Estroncio Itrio Circonio Niobio Molibdeno Tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estaño Cesio Bario Lantano Hafnio Tantalio Wolframio Renio Osmio Iridio Platino Oro Mercurio Talio Plomo Bismuto Francio Radio Actinio Rutherfordio Dubnio Seaborgio Bohrio Hassio Meitnerio Cerio Praseodimio Neodimio Prometio Samario Europio Gadolinio Terbio Diprosio Holmio Erbio Tulio Iterbio Lutecio Torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio Nobelio Lawrencio 6. Características de los Metales, No Metales, Metaloides y Gases Nobles. * Metales: Son sólidos a temperatura ambiente. Hay una excepción que es el mercurio, líquido. Tienen brillo metálico y un color grisáceo, excepto algunos como el cobre, que es rojizo, y el oro, amarillo. Son buenos conductores del calor y de la electricidad En cuanto a los no metales, presentan las características opuestas a los metales, esto es: * No Metales: Son gaseosos a temperatura ambiente, con la excepción del bromo, que es líquido. No tienen brillo. Suelen ser aislantes térmicos y eléctricos. * Metaloides: Se localizan por encima y por debajo de la escalerilla negra, algunos metaloides son: Ge, Si, Sb. Presentan características intermedias entre los metales y no metales, a excepción del Al, el cual presenta mucha tendencia hacia las propiedades de los metales. Por sus propiedades intermedias son usados como SEMICONDUCTORES. * Gases Nobles: Los gases nobles son un grupo de elementos químicos que incluyen según el orden por peso molecular: helio (He) - neón (Ne) - argón (Ar) - kriptón (Kr) - xenón (Xe)- radón (Rn). En el caso de los gases nobles y dada la disposición de sus electrones en las capas más externas (orbitales), son químicamente inertes lo que significa que no reaccionan frente a otros elementos químicos (por este motivo se llaman nobles). Los átomos que componen este grupo de gases ni siquiera se relacionan entre ellos mismos, a excepción de los pesados como el xenón que en determinadas condiciones forzadas pueden formar algún tipo de compuesto si se relaciona con elementos químicos muy reactivos como por ejemplo el oxígeno y/o el flúor. Debido a esta carencia de reactividad química, los gases nobles, a diferencia de lo que sucede con otros elementos químicos tales como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el flúor o el cloro, no forman moléculas diatómicas, sino que están constituidos por átomos individuales. Asimismo, y tal como se desprende de su nombre, en condiciones normales se presentan siempre en estado gaseoso. 7. Ejemplos cotidianos de cada una de las clasificaciones * Metales: # El Aluminio “Al”, lo podemos ver en casa en una olla o en las ventanas. # La Plata “Ag”, la podemos ver a diario en joyas, adornos finos. # El Platino “Pt” lo encontramos en joyas finas y de muy elevado costo. # El Oro “Au” lo encontramos también en joyas o argollas de matrimonio de nuestro padres, en relojes y atuendos finos. 5. El Mercurio “Hg” lo encontramos en termómetros de uso casero. * No Metales: # El Oxigeno “O”, lo respiramos y no lo vemos, se usa en la medicina para reanimar enfermos. También existe un tipo de soldadura que es al oxigeno. # El Flúor “F”, lo encontramos en las pastas de dientes. # El Cloro “Cl”, de uso doméstico para desinfectar. # El Yodo “I”, lo usamos en la sal # El Fósforo “P”, lo encontramos en la mayoría de los alimentos, al igual que el calcio. Los siguientes ejemplos son solo los que contienen 0,4g por 100 g. Frutos secos; almendras, pistachos. En Legumbres; Garbanzos y Lentejas. * Metaloides: # El Hidrogeno “H” lo encontramos en el agua # El Boro “B” lo encontramos en las rocas # El Silicio “Si” lo encontramos en el chocolate y la avena, entre otras cosas # El Germanio “Ge” esta presente en lentes ópticos. # El Astato “At” lo encontramos en detergentes, pinturas, lacas, etc. * Gases Nobles: # El Neón “Ne” se usa en los tubos luminosos empleados para publicidad y en las pequeñas lámparas que indican el encendido de algunos aparatos electrónicos, produciendo una característica luz brillante rojo-anaranjada. # El Argón “Ar” es el gas noble más abundante en el aire, tiene aplicación en el llenado de lámparas incandescentes (lámparas eléctricas o "bombitas de luz") para retardar el desgaste de los filamentos. Mezclado con vapores de mercurio se lo usa en tubos fluorescentes 3 y 4) Kriptón “Kr”y el Xenón “Xe”, como son muy escasos en la naturaleza y, por lo tanto, muy caros, su uso es más limitado. Se suele utilizar una mezcla de ambos en ciertas lamparitas de flash. 5. El Helio “He”, en el gas y combustibles. 8. Investigación de algunos Elementos de la Tabla Periódica ordenados de acuerdo a su Número Atómico * Tabla: Nombre elemento, Nº Atómico, Símbolo Atómico, Representación en la Tabla, Grupo al que pertenece, Periodo al que pertenece, Año descubrimiento, Descubridor. Nombre Elemento NºAtómico Por orden numérico Símbolo Atómico Representación en la Tabla Grupo al que pertenece Periodo al que pertenece Año Descubri-mieno Descubridor Hidrógeno 1 H 1 H Hidrógeno 1 1 1766 Cavendish Helio 2 He 2 He Helio 18 1 1895 Ramsay y Cleve Litio 3 Li 3 Li Litio 1 2 1817 Arfvedson Berilio 4 Be 4 Be Berilio 2 2 1797 Vauquelin Boro 5 Bo 5 Bo Boro 13 2 1808 Davy y Gay-Lussac Carbono 6 C 6 C Carbono 14 2 Prehistórico Desconocido Nitrógeno 7 N 7 N Nitrógeno 15 2 1772 Rutherford Oxigeno 8 O 8 O Oxigeno 16 2 1774 Priestley y Scheele Flúor 9 F 9 F Flúor 17 2 1886 Moissan Neón 10 Ne 10 Ne Neón 18 2 1898 Ramsay y Travers Sodio 11 Na 11 Na Sodio 1 3 1807 Davy Magnesio 12 Mg 12 Mg Magnesio 2 3 1755 Black Aluminio 13 Al 13 Al Aluminio 13 3 1825 Oersted Fósforo 15 P 15 P Fósforo 15 3 1669 Bandt Azufre 16 S 16 S Azufre 16 3 Prehistórico Desconocido Cloro 17 Cl 17 Cl Cloro 17 3 1774 Scheele Potasio 19 K 19 K Potasio 1 4 1807 Davy Calcio 20 Ca 20 Ca Calcio 2 4 1808 Davy Cromo 24 Cr 24 Cr Cromo 6 4 1797 Vauquelin Hierro 26 Fe 26 Fe Hierro 8 4 Prehistórico Desconocido Cobalto 27 Co 27 Co Cobalto 9 4 1735 Brandt Níquel 28 Ni 28 Ni Níquel 10 4 1751 Constedt Cobre 29 Cu 29 Cu Cobre 11 4 Prehistórico Desconocido Zinc 30 Zn 30 Zn Zinc 12 4 Prehistórico Desconocido Arsénico 33 As 33 As Arsénico 15 4 a.c. 1250 Albertus Magnus Kriptón 36 Kr 36 Kr Kriptón 18 4 1898 Ramsay y Travers Plata 47 Ag 47 Ag Plata 11 5 Prehistórico Desconocido Estaño 50 Sn 50 Sn Estaño 14 5 Prehistórico Desconocido Yodo 53 I 53 I Yodo 17 5 1811 Courtois Bario 56 Ba 56 Ba Bario 2 6 1808 Davy Lantano 57 La 57 La Lantano 3 6 1839 Mosander Oro 79 Au 79 Au Oro 11 6 Prehistórico Desconocido Mercurio 80 Hg 80 Hg Mercurio 12 6 Prehistórico Desconocido Plomo 82 Pb 82 Pb Plomo 14 6 Prehistórico Desconocido Uranio 92 U 92 U Uranio 3 7 1789 Klaproth Plutonio 94 Pu 94 Pu Plutonio 3 7 1940 Seaborg * Características y propiedades respecto a la importancia para la vida en el planeta. Beneficio directo de su composición química en procesos tecnológicos. Hidrógeno Primer elemento de la tabla periódica. En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, compuesto de moléculas diatómicas, H2. El átomo de hidrógeno, símbolo H, consta de un núcleo de unidad de carga positiva y un solo electrón. Tiene número atómico 1 y peso atómico de 1.00797. Es uno de los constituyentes principales del agua y de toda la materia orgánica, y está distribuido de manera amplia no sólo en la Tierra sino en todo el universo. Existen 3 isótopos del hidrógeno: el protio, de masa 1, que se encuentra en más del 99.98% del elemento natural; el deuterio, de masa 2, que se encuentra en la naturaleza aproximadamente en un 0.02%, y el tritio, de masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede producirse artificialmente por medio de varias reacciones nucleares. Usos: El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoniaco. La utilización del hidrógeno está aumentando con rapidez en las operaciones de refinación del petróleo, como el rompimiento por hidrógeno (hydrocracking), y en el tratamiento con higrógeno para eliminar azufre. Se consumen grandes cantidades de hidrógeno en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales líquidos insaturados para obtener grasas sólidas. La hidrogenación se utiliza en la manufactura de productos químicos orgánicos. Grandes cantidades de hidrógeno se emplean como combustible de cohetes, en combinación con oxígeno o flúor, y como un propulsor de cohetes impulsados por energía nuclear. Propiedades: El hidrógeno común tiene un peso molecular de 2.01594. El gas tiene una densidad de 0.071 g/l a 0ºC y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la del aire, es de 0.0695. El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las que se conocen. El hidrógeno es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en el agua. Muchos metales absorben hidrógeno. La adsorción del hidrógeno en el acero puede volverlo quebradizo, lo que lleva a fallas en el equipo para procesos químicos. A temperaturas ordinarias el hidrógeno es una sustancia poco reactiva a menos que haya sido activado de alguna manera; por ejemplo, por un catalizador adecuado. A temperaturas elevadas es muy reactivo. Aunque por lo general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia a temperaturas elevadas en átomos libres. El hidrógeno atómico es un agente reductor poderoso, aun a la temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y los cloruros de muchos metales, entre ellos la plata, el cobre, el plomo, el bismuto y el mercurio, para producir los metales libres. Reduce a su estado metálico algunas sales, como los nitratos, nitritos y cianuros de sodio y potasio. Reacciona con cierto número de elementos, tanto metales como no metales, para producir hidruros, como el NaH, KH, H2S y PH3. El hidrógeno atómico produce peróxido de hidrógeno, H2O2, con oxígeno. Con compuestos orgánicos, el hidrógeno atómico reacciona para generar una mezcla compleja de productos; con etileno, C2H4, por ejemplo, los productos son etano, C2H6, y butano, C4H10. El calor que se libera cuando los átomos de hidrógeno se recombinan para formar las moléculas de hidrógeno se aprovecha para obtener temperaturas muy elevadas en soldadura de hidrógeno atómico. El hidrógeno reacciona con oxígeno para formar agua y esta reacción es extraordinariamente lenta a temperatura ambiente; pero si la acelera un catalizador, como el platino, o una chispa eléctrica, se realiza con violencia explosiva. Con nitrógeno, el hidrógeno experimenta una importante reacción para dar amoniaco. El hidrógeno reacciona a temperaturas elevadas con cierto número de metales y produce hidruros. Los óxidos de muchos metales son reducidos por el hidrógeno a temperaturas elevadas para obtener el metal libre o un óxido más bajo. El hidrógeno reacciona a temperatura ambiente con las sales de los metales menos electropositivos y los reduce a su estado metálico. En presencia de un catalizador adecuado, el hidrógeno reacciona con compuestos orgánicos no saturados adicionándose al enlace doble. Compuestos principales: El hidrógeno es constituyente de un número muy grande de compuestos que contienen uno o más de otros elementos. Esos compuestos incluyen el agua, los ácidos, las bases, la mayor parte de los compuestos orgánicos y muchos minerales. Los compuestos en los cuales el hidrógeno se combina sólo con otro elemento se denominan generalmente hidruros. Preparación: Se pueden aplicar muy diversos métodos para preparar hidrógeno gaseoso. La elección del método depende de factores como la cantidad de hidrógeno deseada, la pureza requerida y la disponibilidad y costo de la materia prima. Entre los procesos que más se emplean están las reacciones de metales con agua o con ácidos, la electrólisis del agua, la reacción de vapor con hidrocarburos u otros materiales orgánicos, y la descomposición térmica de hidrocarburos. La principal materia prima para la producción de hidrógeno son los hidrocarburos, como el gas natural, gas de aceite refinado, gasolina, aceite combustible y petróleo crudo. Efectos del Hidrógeno sobre la salud Efectos de la exposición al hidrógeno: Fuego: Extremadamente inflamable. Muchas reacciones pueden causar fuego o explosión. Explosión: La mezcla del gas con el aire es explosiva. Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación. Inhalación: Altas concentraciones de este gas pueden causar un ambiente deficiente de oxígeno. Los individuos que respiran esta atmósfera pueden experimentar síntomas que incluyen dolores de cabeza, pitidos en los oídos, mareos, somnolencia, inconsciencia, náuseas, vómitos y depresión de todos los sentidos. La piel de una víctima puede presentar una coloración azul. Bajo algunas circunstancias se puede producir la muerte. No se supone que el hidrógeno cause mutagénesis, embriotoxicidad, teratogenicidad o toxicidad reproductiva. Las enfermedades respiratorias pre-existentes pueden ser agravadas por la sobreexposición al hidrógeno. Riesgo de inhalación: Si se producen pérdidas en su contenedor, se alcanza rápidamente una concentración peligrosa. Peligros físicos: El gas se mezcla bien con el aire, se forman fácilmente mezclas explosivas. El gas es más ligero que el aire. Peligros químicos: El calentamiento puede provocar combustión violenta o explosión. Reacciona violentamente con el aire, oxígeno, halógenos y oxidantes fuertes provocando riesgo de incendio y explosión. Los catalizadores metálicos, tales como platino y níquel, aumentan enormemente estas reacciones. Elevadas concentraciones en el aire provocan una deficiencia de oxígeno con el riesgo de inconsciencia o muerte. Comprobar el contenido de oxígeno antes de entrar en la habitación. No hay advertencia de olor si hay concentraciones tóxicas presentes. Medir concentraciones de hidrógeno con un detector de gas adecuado (un detector normal de gas inflamable no es adecuado para este propósito). Efectos ambientales del Hidrógeno Estabilidad ambiental: El hidrógeno existe naturalmente en la atmósfera. El gas se disipará rápidamente en áreas bien ventiladas. Efecto sobre plantas o animales: Cualquier efecto en animales será debido a los ambientes deficientes de oxígeno. No se anticipa que tenga efectos adversos sobre las plantas, aparte de la helada producida en presencia de los gases de expansión rápida. Efecto sobre la vida acuática: Actualmente no se dispone de evidencia sobre el efecto del hidrógeno en la vida acuática. Helio Elemento químico gaseoso, símbolo He, número atómico 2 y peso atómico de 4.0026. El helio es uno de los gases nobles del grupo O de la tabla periódica. Es el segundo elemento más ligero. La fuente principal de helio del mundo es un grupo de campos de gas natural en los Estados Unidos. El helio es un gas incoloro, inodoro e insípido. Tiene menor solubilidad en agua que cualquier otro gas. Es el elemento menos reactivo y esencialmente no forma compuesto químicos. La densidad y la viscosidad del vapor de helio son muy bajas. La conductividad térmica y el contenido calórico son excepcionalmente altos. El helio puede licuarse, pero su temperatura de condensación es la más baja de cualquier sustancia conocida. El helio fue el primer gas de llenado de globos y dirigibles. Esta aplicación continúa en la investigación de alta altitud y para globos meteorológicos. El uso principal del helio lo constituye el gas inerte de protección en soldadura autógena. Su mayor potencial lo encontramos en aplicaciones a temperaturas muy bajas. El helio es el único refrigerante capaz de alcanzar temperaturas menores que 14 K (-434ºF). El principal valor de la temperatura ultrabaja está en el desarrollo del estado de superconductividad, en el cual hay prácticamente una resistencia cero al flujo de la electricidad. Otras aplicaciones son su uso como gas presurizante en combustibles líquidos de cohetes, en mezclas helio-oxígeno para buzos, como fluido de trabajo en los reactores nucleares enfriados por gas y como gas transportador en los análisis químicos por cromatografía de gases. El helio terrestre se forma por decaimiento radiactivo natural de elementos más pesados. La mayor parte de este helio migra a la superficie y entra en la atmósfera. Cabría suponer que la concentración atmosférica del helio (5.25 partes por millón al nivel del mar) fuese superior. Sin embargo, su peso molecular bajo le permite escapar al espacio a una velocidad equivalente a la de su formación. Los gases naturales lo contienen en concentraciones superiores a la atmosférica. Efectos del Helio sobre la salud Efectos de la exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación. Inhalación: Elevación de la voz. Mareos. Pesadez. Dolor de cabeza. Asfixia. Piel: Congelación en contacto con el líquido. Riesgo de inhalación: Si hay pérdidas en el contenedor este gas puede provocar asfixia, ya que hace disminuir el contenido de oxígeno en el aire en los lugares cerrados. Comprobar la concentración de oxígeno antes de entrar en el recinto. Litio 'Tabla Periódica de Elementos' El litio encabeza la familia de los metales alcalinos en la tabla periódica. En la naturaleza se encuentra como una mezcla de los isótopos Li6 y Li7. Es el metal sólido más ligero, es blando, de bajo punto de fusión y reactivo. Muchas propiedades físicas y químicas son tan o más parecidas a las de los metales alcalinotérreos que a las de su grupo. El principal uso industrial del litio es en forma de estearato de litio como espesante para grasas lubricantes. Otras aplicaciones importantes de compuestos de litio son en cerámica, de modo específico en la formulación de esmaltes para porcelana; como aditivo para alargar la vida y el rendimiento en acumuladores alcalinos y en soldadura autógena y soldadura para latón. El litio es un elemento moderadamente abundante y está presente en la corteza terrestre en 65 partes por millón(ppm). Esto lo coloca por debajo del níquel, cobre y tungsteno y por encima del cerio y estaño, en lo referente a abundancia. Entre las propiedades físicas más notables del litio están el alto calor específico (capacidad calorifica), el gran intervalo de temperatura de la fase líquida, alta conductividad térmica, baja viscosidad y muy baja densidad. El litio metálico es soluble en aminas alifáticas de cadena corta, como la etilamina. Es insoluble en los hidrocarburos. El litio experimenta un gran número de reacciones, tanto con reactivos orgánicos como inorgánicos. Reacciona con el oxígeno para formar el monóxido y el peróxido. Es el único metal alcalino que reacciona con el nitrógeno a temperatura ambiente para producir un nitruro, el cual es de color negro. Reacciona fácilmente con el hidrógeno a casi 500ºC (930ºF) para formar hidruro de litio. La reacción del litio metálico con agua es un extrmo vigorosa. El litio reacciona en forma directa con el carbono para producir el carburo. Se combina fácilmente con los halógenos y forma halogenuros con emisión de luz. Aunque no reacciona con hidrocarburos parafínicos, experimenta reacciones de adición con alquenos sustituidos por grupos arilo y dienos. También reacciona con compuestos acetilénicos, formando acetiluros de litio, los cuales son importantes en la síntesis de la vitamina A. El compuesto principal del litio es el hidróxido de litio. Es un polvo blanco; el material comercial es hidróxido de litio monohidratado. El carbonato tiene aplicación en la industria de cerámica y en la medicina como un antidepresivo. Tanto el bromuro como el cloruro de litio forman salmueras concentradas que tienen la propiedad de absorber humedad en un intervalo amplio de temperaturas; estas salmueras se emplean en los sistemas comerciales de aire acondicionado. Efectos del Litio sobre la salud Efectos de la exposición al litio: Fuego: Inflamable. Muchas reacciones pueden causar fuego o explosión. Libera vapores (o gases) irritantes y tóxicos en un incendio. Explosión: Riesgo de incendio y explosión en contacto con sustancias combustibles y agua. Inhalación: Sensación de quemadura. Tos. Respiración trabajosa. Falta de aire. Dolor de garganta. Los síntomas pueden ser retrasados. Piel: Enrojecimiento. Quemaduras cutáneas. Dolor. Ampollas. Ojos: Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras severas y profundas. Ingestión: Calambres abdominales. Dolor abdominal. Sensación de quemadura. Náuseas. Shock o colapso. Vómitos. Debilidad. Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación de su aerosol y por ingestión. Riesgo de inhalación: La evaporación a 20°C es insignificante; sin embargo cuando se dispersa se puede alcanzar rápidamente una concentración peligrosa de partículas suspendidas en el aire. Efectos de la exposición a corto plazo: La sustancia es corrosiva para los ojos, la piel y el tracto respiratorio. Corrosivo si es ingerido. La inhalación de la sustancia puede causar edema pulmonar. Normalmente los síntomas del edema pulmonar no se manifiestan hasta después de unas horas y son agravados por el esfuerzo físico. El reposo y la observación médica son por lo tanto esenciales. Debe ser considerada la administración inmediata de un spray apropiado, por un médico o una persona autorizada por él. Riesgos químicos: Su calentamiento puede provocar combustión violenta o explosión. La sustancia puede arder espontáneamente en contacto con el aire cuando se dispersa en finas partículas. Cuando se calienta se forman vapores tóxicos. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes, ácidos y muchos compuestos (hidrocarburos, halógenos, halones, cemento, arena y asbestos) provocando peligro de incendio y explosión. Reacciona violentamente con el agua, formando gas hidrógeno altamente inflamable y vapores corrosivos de hidróxido de litio. Efectos ambientales del Litio El litio metálico reacciona con el nitrógeno, el oxígeno, y el vapor de agua en el aire. Consecuentemente, la superficie del litio se recubre de una mezcla de hidróxido de litio (LiOH), carbonato de litio (Li2CO3), y nitrato de litio (Li3N). El hidróxido de litio representa un peligro potencialmente significativo porque es extremadamente corrosivo. Se debe prestar especial atención a los organismos acuáticos. Berilio El berilio, metal raro, es uno de los metales estructurales más ligeros, su densidad es cerca de la tercera parte de la del aluminio. En la table de arriba se muestran algunas de las propiedades físicas y químicas importantes del berilio. El berilio tiene diversas propiedades poco comunes e incluso únicas. El principal uso del berilio metálico se encuentra en la manufactura de aleaciones berilio-cobre y en el desarrollo de materiales moderadores y reflejantes para reactores nucleares. La adición de un 2% de berilio al cobre forma una aleación no magnética seis veces más fuerte que el cobre. Estas aleaciones berilio-cobre tienen numerosas aplicaciones en la industria de herramientas ya que no producen chispas, en las partes móviles críticas de aviones, así como en componentes clave de instrumentos de precisión, computadoras mecánicas, reveladores eléctricos y obturadores de cámaras fotográficas. Martillos, llaves y otras herramientas de berilio-cobre se emplean en refinerías petroleras y otras plantas en las cuales una chispa producida por piezas de acero puede ocasionar una explosión o un incendio. El berilio tiene muchos usos en la energía nuclear porque es uno de los materiales más eficientes para disminuir la velocidad de los neutrones, así como para reflejarlos. En consecuencia, se utiliza en la construcción de reactores nucleares como moderador y soporte, o en aleaciones con elementos combustibles. Efectos del Berilio sobre la salud El berilio no es un elemento crucial para los humanos: en realidad es uno de los más tóxicos que se conocen. Es un metal que puede ser muy perjudicial cuando es respirado por los humanos, porque puede dañar los pulmones y causar neumonía. El efecto más comúnmente conocido del berilio es la llamada beriliosis, una peligrosa y persistente enfermedad de los pulmones que puede incluso dañar otros órganos, como el corazón. Alrededor del 20% de todos los casos de berioliosis terminan con la muerte del enfermo. La causa de la beriliosis es la respiración de berilio en el lugar de trabajo. Las personas con el sistema inmune debilitado son más susceptibles a esta enfermedad. El berilio puede también causar reacciones alérgicas en personas que son hipersensibles a los productos químicos. Estas reacciones pueden ser muy agudas y pueden hacer que la persona caiga fuertemente enferma, una afección conocida como enfermedad crónica por berilio. Los síntomas son debilidad, cansancio y problemas respiratorios. Algunas personas que sufren de esta enfermedad pueden desarrollar anorexia y las manos y pies se les ponen azules. En algunas personas puede causar la muerte. El berilio puede también incrementar las posibilidades de desarrollar cáncer y daños en el ADN. Efectos ambientales del Berilio El berilio entra en el aire, agua y suelo como resultado de procesos naturales y actividades humanas. Esto ocurre de forma natural en el medio ambiente en pequeñas cantidades. El hombre añade berilio a través de la producción de metal y de la combustión de carbón y aceite. El berilio existe en el aire en pequeñas partículas de polvo. Entra en el agua durante los procesos de desintegración de suelos y rocas. Las emisiones industriales añaden berilio al aire y al agua residual y éstas serán posteriormente traspasadas al agua. Normalmente precipita en el sedimento. El berilio como elemento químico está presente en los suelos en pequeñas cantidades de forma natural, pero las actividades humanas han incrementado esos niveles de berilio. Es probable que el berilio no se mueva hacia la zona profunda del suelo y no entre en contacto con el agua subterránea. Ciertos elementos químicos reaccionan con el berilio en el agua haciéndolo insoluble. Esto es bueno, porque la forma insoluble del berilio en agua causa mucho meno daño a los organismos que la forma soluble. El berilio no se acumula en los cuerpos de los peces, pero algunas frutas y vegetales como son los frijoles y las peras pueden contener niveles significantes de berilio. Estos niveles pueden entrar en los animales cuando esos alimentos son consumidos, pero por suerte la mayoría de los animales excretan el berilio rápidamente a través de los órganos excretores como el sistema urinario y fecal. Las pruebas de laboratorio han indicado que es posible que el berilio produzca cáncer y cambios en el ADN de los animales, aunque de momento no hay evidencia el estudios de campo que respalde estos descubrimientos. Boro Elemento químico, B, número atómico 5, peso atómico 10.811. Tiene tres elementos de valencia y se comporta como no metal. Se clasifica como metaloide y es el único elemento no metálico con menos de cuatro electrones en la capa externa. El elemento libre se prepara en forma cristalina o amorfa. La forma cristalina es un sólido quebradizo, muy duro. Es de color negro azabache a gris plateado con brillo metálico. Una forma de boro cristalino es rojo brillante. La forma amorfa es menos densa que la cristalina y es un polvo que va del café castaño al negro. En los compuestos naturales, el boro se encuentra como una mezcla de dos isótopos estables, con pesos atómicos de 10 y 11. Muchas propiedades del boro no están lo suficientemente establecidas en forma experimental por la pureza discutible de algunas fuentes de boro, las variaciones en los métodos y las temperaturas de preparación. El boro y sus compuestos tienen muchas aplicaciones en diversos campos, aunque el boro elemental se emplea principalmente en la industria metalúrgica. Su gran reactividad a temperaturas altas, en particular con oxígeno y nitrógeno, lo hace útil como agente metalúrgico degasificante. Se utiliza para refinar el aluminio y facilitar el tratamiento térmico del hierro maleable. El boro incrementa de manera considerable la resistencia a alta temperatura, característica de las aleaciones de acero. El boro elemental se emplea en reactores atómicos y en tecnologías de alta temperatura. Las propiedades físicas que lo hacen atractivo en la construcción de misiles y tecnología de cohetes son su densidad baja, extrema dureza, alto punto de fusión y notable fuerza tensora en forma de filamentos. Cuando las fibras de boro se utilizan en material portador o matriz de tipo epoxi (u otro plástico), la composición resultante es más fuerte y rígida que el acero y 25% más ligera que el aluminio. El bórax, Na2B4O710H2O, refinado es un ingrediente importante en ciertas variedades de detergentes, jabones, ablandadores de agua, almidones para planchado, adhesivos, preparaciones para baño, cosméticos. Talcos y papel encerado. Se utiliza también en retardantes a la flama, desinfectantes de frutas y madera, control de hierbas e insecticidas, así como en la manufactura de papel, cuero y plásticos. El boro constituye el 0.001% en la corteza terrestre. Nunca se ha encontrado libre. Está también presente en el agua de mar en unas cuantas partes por millón (ppm). Existe en pequeñas cantidades en la mayoría de los suelos y es un constituyente esencial de varios silicatos tales como la turmalina y la datolita. La presencia de boro en cantidades muy pequeñas parece ser necesaria en casi todas las plantas, pero en grandes concentraciones es muy tóxico para la vegetación. En la naturaleza hay sólo un número limitado de localidades con concentraciones altas de boro o grandes depósitos de minerales; los más importantes parecen ser de origen volcánico. Efectos del Boro sobre la salud El Boro ocurre de forma natual en el medioambiente debido a que es liberado al aire, suelo y agua a través de los procesos de erosión. Este puede también aparecer en el agua subterránea en muy pequeñas cantidades. Los humanos utilizan Boro en las industrias del vidrio pero la liberación de Boro por los humanos es más pequeña que las concentraciones liberadas por procesos naturales de erosión. Las plantas absorben Boro del suelo y a través del consumo de plantas por los animales este termina en las cadena alimentarias. El Boro ha sido encontrado en los tejidos animales pero este no parece ser que se acumule. Cuando los animales absorben grandes cantidades de Boro en un periodo de tiempo corto a través de la comida o el agua los órganos reproductivos masculinos serán afectados. Cuando los animales son expuestos al Boro durante el embarazo sus descencientes pueden sufrir defectos de nacimiento y fallos en el desarrollo. Además, los animales sufren irritación de nariz cuando respiran Boro. Efectos ambientales del Boro Los humanos pueden ser expuestos al Boro a través de las frutas y vegetales, el agua, aire y el consumo de productos. Comer peces o carne no incrementará la concentración de Boro en nuestros cuerpos, el Boro no se acumula en los tejidos animales. La exposición al Boro a través del aire y del agua no es muy frecuente que ocurra, pero el riesgo de exposición al polvo de Boro en el lugar de trabajo existe. Las exposiciones al Boro pueden también ocurrir al consumir productos como cosméticos y productos para lavar. Cuando los humanos consumen grandes cantidades de comida que contiene Boro, la concentración de Boro en sus cuerpos puede aumentar a niveles que causan problemas de salud. El Boro puede infectar el estómago, hígado, riñones y cerebro y puede eventualmente llevar a la muerte. Cuando la exposición es con pequeñas cantidades de Boro tiene lugar la irritación de la nariz, garganta y ojos. Carbono 'Tabla Periódica de Elementos' El carbono es único en la química porque forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros elementos combinados. Con mucho, el grupo más grande de estos compuestos es el constituido por carbono e hidrógeno. Se estima que se conoce un mínimo de 1.000.000 de compuestos orgánicos y este número crece rápidamente cada año. Aunque la clasificación no es rigurosa, el carbono forma otra serie de compuestos considerados como inorgánicos, en un número mucho menor al de los orgánicos. El carbono elemental existe en dos formas alotrópicas cristalinas bien definidas: diamante y grafito. Otras formas con poca cristalinidad son carbón vegetal, coque y negro de humo. El carbono químicamente puro se prepara por descomposición térmica del azúcar (sacarosa) en ausencia de aire. Las propiedades físicas y químicas del carbono dependen de la estructura cristalina del elemento. La densidad fluctúa entre 2.25 g/cm³ (1.30 onzas/in³) para el grafito y 3.51 g/cm³ (2.03 onzas/in³) para el diamante. El punto de fusión del grafito es de 3500ºC (6332ºF) y el de ebullición extrapolado es de 4830ºC (8726ºF). El carbono elemental es una sustancia inerte, insoluble en agua, ácidos y bases diluidos, así como disolventes orgánicos. A temperaturas elevadas se combina con el oxígeno para formar monóxido o dióxido de carbono. Con agentes oxidantes calientes, como ácido nítrico y nitrato de potasio, se obtiene ácido melítico C6(CO2H)6. De los halógenos sólo el flúor reacciona con el carbono elemental. Un gran número de metales se combinan con el elemento a temperaturas elevadas para formar carburos. Con el oxígeno forma tres compuestos gaseosos: monóxido de carbono, CO, dióxido de carbono, CO2, y subóxido de carbono, C3O2. Los dos primeros son los más importantes desde el punto de vista industrial. El carbono forma compuestos de fórmula general CX4 con los halógenos, donde X es flúor, cloro, bromo o yodo. A temperatura ambiente el tetrafluoruro de carbono es gas, el tetracloruro es un líquido y los otros dos compuestos son sólidos. También se conocen tetrahalogenuros de carbono mixtos. Quizá el más importante de ellos es el diclorodifluorometano, CCl2F2 llamado freón. El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza. Se estima que el carbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono libre se encuentra en grandes depósitos como hulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrógeno-nitrógeno. El carbono cristalino puro se halla como grafito y diamante. Grandes cantidades de carbono se encuentran en forma de compuestos. El carbono está presente en la atmósfera en un 0.03% por volumen como dióxido de carbono. Varios minerales, como caliza, dolomita, yeso y mármol, tienen carbonatos. Todas las plantas y animales vivos están formados de compuestos orgánicos complejos en donde el carbono está combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Los vestigios de plantas y animales vivos forman depósitos: de petróleo, alfalto y betún. Los depósitos de gas natural contienen compuestos formados por carbono e hidrógeno. El elemento libre tiene muchos usos, que incluyen desde las aplicaciones ornamentales del diamante en joyería hasta el pigmento de negro de humo en llantas de automóvil y tintas de imprenta. Otra forma del carbono, el grafito, se utiliza para crisoles de alta temperatura, electrodos de celda seca y de arco de luz, como puntillas de lápiz y como lubricante. El carbón vegetal, una forma amorfa del carbono, se utiliza como absorbente de gases y agente decolorante. Los compuestos de carbono tienen muchos usos. El dióxido de carbono se utiliza en la carbonatación de bebidas, en extintores de fuego y, en estado sólido, como enfriador (hielo seco). El monóxido de carbono se utiliza como agente reductor en muchos procesos metalúrgicos. El tetracloruro de carbono y el disulfuro de carbono son disolventes industriales importantes. El freón se utiliza en aparatos de refrigeración. El carburo de calcio se emplea para preparar acetileno; es útil para soldar y cortar metales, así como para preparar otros compuestos orgánicos. Otros carburos metálicos tienen usos importantes como refractarios y como cortadores de metal. Efectos del Carbono sobre la salud El carbono elemental es de una toxicidad muy baja. Los datos presentados aquí de peligros para la salud están basados en la exposición al negro de carbono, no carbono elemental. La inhalación continuada de negro de carbón puede resultar en daños temporales o permanentes a los pulmones y el corazón. Se ha encontrado pneumoconiosis en trabajadores relacionados con la producción de negro de carbón. También se ha dado parte de afecciones cutáneas tales como inflamación de los folículos pilosos, y lesiones de la mucosa bucal debidos a la exposición cutánea. Carcinogenicidad: El negro de carbón ha sido incluído en la lista de la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer (AIIC) dentro del grupo 3 (agente no clasificable con respecto a su carcinogenicidad en humanos). El carbono-14 es uno de los radionucleidos involucrados en las pruebas nucleares atmosféricas, que comenzó en 1945, con una prueba americana, y terminó en 1980 con una prueba china. Se encuentra entre los radionucleidos de larga vida que han producido y continuarán produciendo aumento del riesgo de cáncer durante décadas y los siglos venideros. También puede atravesar la placenta, ligarse orgánicamente con células en desarrollo y de esta forma poner a los fetos en peligro. Efectos ambientales del Carbono No se tiene constancia de que el carbono tenga efectos negativos sobre el medio ambiente. 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. Gran parte del interés industrial en el nitrógeno se debe a la importancia de los compuestos nitrogenados en la agricultura y en la industria química; de ahí la importancia de los procesos para convertirlo en otros compuestos. El nitrógeno también se usa para llenar los bulbos de las lámparas incandescentes y cuando se requiere una atmósfera relativamente inerte. El nitrógeno, consta de dos isótopos, 14N y 15N, en abundancia relativa de 99.635 a 0.365. Además se conocen los isótopos radiactivos 12N, 13N, 16N y 17N, producidos por una variedad de reacciones nucleares. A presión y temperatura normales, el nitrógeno molecular es un gas con una densidad de 1.25046 g por litro. El nitrógeno elemental tiene una reactividad baja hacia la mayor parte de las sustancias comunes, a temperaturas ordinarias. A altas temperaturas, reacciona con cromo, silicio, titanio, aluminio, boro, berilio, magnesio, bario, estroncio, calcio y litio para formar nitruros; con O2, para formar NO, y en presencia de un catalizador, con hidrógeno a temperaturas y presión bastante altas, para formar amoniaco. El nitrógeno, carbono e hidrógeno se combinan arriba de los 1800ºC (3270ºF) para formar cianuro de hidrógeno. Cuando el nitrógeno molecular se somete a la acción de un electrodo de descarga condensada o a una descarga de alta frecuencia se activa en forma parcial a un intermediario inestable y regresa al estado basal con emisión de un resplandor amarillo oro. Los elementos de la familia del nitrógeno exhiben tres estados de oxidación principales, -3, +3 y +5 en sus compuestos, aunque también se presentan otros estados de oxidación. Todos los elementos de la familia del nitrógeno forman hidruros, así como óxidos +3, óxidos +5, haluros +3 (MX3) y, excepto para el nitrógeno y el bimuto, halogenuros +5 (MX5). E1 nitrógeno es el elemento más electronegativo de la familia. Así, además de los estados de oxidación típicos de la familia (-3,+3 y +5), el nitrógeno forma compuestos con otros estados de oxidación. Los compuestos que contienen una molécula de nitrógeno enlazada a un metal se llaman complejos de nitrógeno o complejos dinitrógeno. Los metales que pertenecen al grupo VIII de la familia de los metales de transición son extraordinarios en su capacidad para formar compuestos de coordinación; para cada metal de este grupo se han identificado varios complejos nitrogenados. Los complejos nitrogenados de estos metales se presentan en estados de oxidación bajos, como Co(I) o Ni(O), los otros ligandos presentes en estos complejos, además de N2, son del tipo que se sabe que estabilizan estados de oxidación bajos: las fofinas parecen ser particularmente útiles a este respecto. 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) Pero desde un punto de vista metabólico, el óxido de nitrógeno (NO) es mucho más importante que el nitrógeno. En 1987, Salvador Moncada descubrió que éste era un mensajero vital del cuerpo para la relajación de los músculos, y hoy sabemos que está involucrado en el sistema cardiovascular, el sistema inmunitario, el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. La enzima que produce el óxido nítrico, la óxido-nítrico sintasa, es abundante en el cerebro. Aunque el óxido nítrico tiene una vida relativamente corta, se puede difundir a través de las membranas para llevar a cabo sus funciones. En 1991, un equipo encabezado por K.-E.Anderson del hospital universitario de Lund, Suecia, demostró que el óxido nítrico activa la erección por medio de la relajación del músculo que controla el flujo de sangre en el pene. La droga Viagra trabaja liberando óxido nítrico para producir el mismo efecto. Efectos ambientales del Nitrógeno Los humanos han cambiado radicalmente los suministros de nitratos y nitritos. La mayor causa de la adición de nitratos y nitritos es el uso intensivo de fertilizantes. Los procesos de combustión pueden también realzar los suministros de nitrato y nitrito, debido a la emisión de óxidos de nitrógeno que puede ser convertidos en nitratos y nitritos en el ambiente. Los nitratos y nitritos también consisten durante la producción química y son usado como agentes conservantes en las comidas. Esto causa las concentraciones de nitrógeno en el agua subterránea y aguas superficiales y en la comida crece en gran medida. La adición de Nitrógeno enlazado en el ambiente tiene varios efectos. Primeramente, puede cambiar la composición de especies debido a la susceptibilidad de ciertos organismos a las consecuencias de los compuestos de nitrógeno. Segundo, la mayoría del nitrito puede tener varios efectos sobre la salud de los humanos asi como en animales. La comida que es rica en compuestos de Nitrógeno puede causar una pérdida en el transporte de oxígeno en la sangre, lo que puede tener consecuencias serias para el ganado. La toma de altas concentraciones de Nitrógeno puede causar problemas en la glándula tiroidéa y puede llevar a bajos almacenamientos de la Vitamina A. En los estómagos e intestinos de animales los nitratos pueden convertirse en nitrosaminas, un tipo de sustancia peligrosamente cancerígena. Oxígeno 'Tabla Periódica de Elementos' Elemento químico gaseoso, símbolo O, número atómico 8 y peso atómico 15.9994. Es de gran interés por ser el elemento esencial en los procesos de respiración de la mayor parte de las células vivas y en los procesos de combustión. Es el elemento más abundante en la corteza terrestre. Cerca de una quinta parte (en volumen) del aire es oxígeno. Existen equipos capaces de concentrar el oxígeno del aire. Son los llamados generadores o concentradores de oxígeno, que son los utilizados en los bares de oxígeno. El oxígeno gaseoso no combinado suele existir en forma de moléculas diatómicas, O2, pero también existe en forma triatómica, O3, llamada ozono. El oxígeno se separa del aire por licuefacción y destilación fraccionada. Las principales aplicaciones del oxígeno en orden de importancia son: 1) fundición, refinación y fabricación de acero y otros metales; 2) manufactura de productos químicos por oxidación controlada; 3) propulsión de cohetes; 4) apoyo a la vida biológica y medicina, y 5) minería, producción y fabricación de productos de piedra y vidrio. Existen equipos generadores de ozono, los cuales son usados para oxidación de materias, para ozonización de piscinas... En condiciones normales el oxígeno es un gas incoloro, inodoro e insípido; se condensa en un líquido azul claro. El oxígeno es parte de un pequeño grupo de gases ligeramente paramagnéticos, y es el más paramagnético de este grupo. El oxígeno líquido es también ligeramente paramagnético. Casi todos los elementos químicos, menos los gases inertes, forman compuestos con el oxígeno. Entre los compuestos binarios más abundantes de oxígeno están el agua, H2O, y la sílica, SiO2; componente principal de la arena. De los compuestos que contienen más de dos elementos, los más abundantes son los silicatos, que constituyen la mayor parte de las rocas y suelos. Otros compuestos que abundan en la naturaleza son el carbonato de calcio (caliza y mármol), sulfato de calcio (yeso), óxido de aluminio (bauxita) y varios óxidos de hierro, que se utilizan como fuente del metal. Efectos del Oxígeno sobre la salud Todo ser humano necesita oxígeno para respirar, pero como ocurre con mucahs sustancias un exceso de oxígeno no es bueno. Si uno se expone a grandes cantidades de oxígeno durante mucho tiempo, se pueden producir daños en los pulmones. Respirar un 50-100% de oxígeno a presión normal durante un periodo prolongado provoca daños en los pulmones. Las personas que en su trabajo sufren exposiciones frecuentes o potencialmente elevadas a oxígeno puro, deben hacerse un chequeo de funcionamiento pulmonar antes y después de desempeñar ese trabajo. El oxígeno es normalmente almacenado a temperaturas muy bajas y por lo tanto se deben usar ropas especiales para prevenir la congelación de los tejidos corporales. Efectos ambientales del Oxígeno No ha sido constatado ningún efecto negativo del oxígeno en el medio ambiente. Flúor Símbolo F, número atómico 9, miembro de la familia de los halógenos con el número y peso atómicos más bajos. Aunque sólo el isótopo con peso atómico 19 es estable, se han preparado de manera artificial los isótopos radiactivos, con pesos atómicos 17 y 22, el flúor es el elemento más electronegativo, y por un margen importante, el elemento no metálico más energético químicamente. Propiedades: El flúor elemental es un gas de color amarillo pálido a temperaturas normales. El olor del elemento es algo que está todavía en duda. La reactividad del elemento es tan grande que reacciona con facilidad, a temperatura ambiente, con muchas otras sustancias elementales, entre ellas el azufre, el yodo, el fósforo, el bromo y la mayor parte de los metales. Dado que los productos de reacción con los no metales son líquidos o gases, las reacciones continúan hasta consumirlo por completo, con frecuencia con producción considerable de calor y luz. En las reacciones con los metales forma un fluoruro metálico protector que bloquea una reacción posterior a menos que la temperatura se eleve. El aluminio, el níquel, el magnesio y el cobre forman tales películas de fluoruro protector. El flúor reacciona con violencia considerable con la mayor parte de los compuestos que contienen hidrógeno, como el agua, el amoniaco y todas las sustancias orgánicas, sean líquidos, sólidos o gases. La reacción del flúor con el agua es compleja y produce principalmente fluoruro de hidrógeno y oxígeno, así como cantidades menores de peróxido de hidrógeno, difluoruro de oxígeno y ozono. El flúor desplaza otros elementos no metálicos de sus compuestos, aun aquellos muy cercanos en cuanto a actividad química. Desplaza el cloro del cloruro de sodio y el oxígeno en la sílica, en vidrio y en algunos materiales cerámicos. En ausencia de fluoruro de hidrógeno, el flúor no ataca en forma significativa al cuarzo o al vidrio, ni aun después de varias horas a temperaturas hasta de 200ºC (390ºF). El flúor es un elemento muy tóxico y reactivo. Muchos de sus compuestos, en especial los inorgánicos, son también tóxicos y pueden causar quemaduras severas y profundas. Hay que tener cuidado para prevenir que líquidos o vapores entren en contacto con la piel y los ojos. Frecuencia natural: Se estima que se halla en un 0.065% en la corteza terrestre; es casi tan abundante como el carbono, el nitrógeno o el cloro, mucho más que el cobre o el plomo, aunque mucho menos que el hierro, aluminio o el magnesio. Los compuestos cuyas moléculas contienen átomos de flúor están ampliamente distribuidos en la naturaleza. Muchos minerales contienen cantidades pequeñas del elemento, y se encuentra tanto en rocas ígneas como en rocas sedimentarias. Aplicaciones: Los compuestos que contienen flúor se utilizan para incrementar la fluidez del vidrio fundido y escorias en la industria vidriera y cerámica. El espato flúor (fluoruro de calcio) se introduce dentro del alto horno para reducir la viscosidad de la escoria en la metalurgia del hierro. La criolita, Na2AlF6, se utiliza para formar el electrólito en la metalurgia del aluminio. El óxido de aluminio se disuelve en este electrólito, y el metal se reduce, eléctricamente, de la masa fundida. El uso de halocarburos que contienen flúor como refrigerantes se patentó en 1930, y estos compuestos estables y volátiles encontraron un mercado como propelentes de aerosoles, así como también en refrigeración y en sistemas de aire acondicionado. Sin embargo, el em