semana 5

TECNOLÓGICO DE REYNOSA

Electromecánica equipo 5

Integrantes

Iván Ureña

Virginia Ivett Vázquez Díaz

Luis Enrique Hdz.

Heliodoro Rosas

Roberto Camargo

Job Guevara

Profesor: Hernán Wenceslao Araujo

 

 

 

ENERGIA DE IONIZACION

  La energía de ionización, potencial de ionización o E_I es la energía necesaria para separar un electrón de un átomo en su estado fundamental y en fase gaseosa.^[1] La reacción puede expresarse de la siguiente forma:

 siendo los átomos en estado gaseoso de un determinado elemento químico; , la energía de ionización y un electrón. Esta energía corresponde a la primera ionización. El segundo potencial de ionización representa la energía precisa para sustraer el segundo electrón; este segundo potencial de ionización es siempre mayor que el primero, pues el volumen de un ion positivo es menor que el del átomo y la fuerza electrostática atractiva que soporta este segundo electrón es mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conserva la misma carga nuclear.

El potencial o energía de ionización se expresa en electrón-voltio, Julios o en kilo Julios por mol (kJ/mol).

1 eV = 1,6 × 10^-19 C × 1 V = 1,6 × 10^-19 J

En los elementos de una misma familia o grupo, el potencial de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo.

Sin embargo, el aumento no es continuo, pues en el caso del berilio y el nitrógeno se obtienen valores más altos que lo que podía esperarse por comparación con los otros elementos del mismo período. Este aumento se debe a la estabilidad que presentan las configuraciones s² y s² p^{3, respectivamen}

La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya que su configuración electrónica es la más estable, y por tanto habrá que proporcionar más energía para arrancar los electrones.

AFINIDAD ELECTRONICA

Es la cantidad de energía absorbida por un átomo aislando en gaseosa para formar unión con una carga eléctrica de -1 si la energía no es absorbida la afinidad  tendrá en consecuencia valor negativo como sucede  en la mayoría de los elementos químicos. Aunque la afinidad parece variar de forma cotica y desordenada en la tabla periódica. Los no metales tienen afinidad electrónica está influida por la regla de octeto. Los elementos del grupo 1 tienden a ganar un electrón y formar aniones -1, mientras que los del grupo 2 ya lo tienen completo no presenta esa tendencia. Se define la entalpia de ganancia de electrones como la variación de la energía asociada a la ganancia de un electrón por un átomo de estado gaseoso. La afinidad electrónica de un elemento está determinada en parte, por la energía del orbital desocupado, o parcialmente ocupado en el estado fundamental del átomo. Un elemento posee una elevada a afinidad se el electrón adicional ocupa una capa en la que experimenta una carga nuclear efectiva. En este caso los elementos que se encuentra en la parte superior de la tabla poseen los mayores valores de A e. Para un elemento es siempre positiva porque las repulsiones son mayores que las fuerzas de atracción por el núcleo.

 

NUMERO DE OXIDACION

Es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado.

Es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.
El número de oxidación se escribe en números romanos (recuérdalo cuando veamos la nomenclatura de Stock): +I, +II, +III, +IV, -I, -II, -III, -IV, etc. Pero en esta página también usaremos caracteres arábigos para referirnos a ellos: +1, +2, +3, +4, -1, -2, -3, -4 etc., lo que nos facilitará los cálculos al tratarlos como números enteros.
En los iones monoatómicos la carga eléctrica coincide con el número de oxidación. Cuando nos refiramos al número de oxidación el signo + o - lo escribiremos a la izquierda del número, como en los números enteros. Por otra parte la carga de los iones, o número de carga, se debe escribir con el signo a la derecha del dígito: Ca²⁺ioncalcio (2+), CO₃^2-ioncarbonato (2- ).
¿Será tan complicado saber cuál es el número de oxidación que le corresponde a cada átomo? Pues no, basta con conocer el número de oxidación de los elementos que tienen un único número de oxidación, que son pocos, y es muy fácil deducirlo a partir de las configuraciones electrónicas. Estos números de oxidación aparecen en la tabla siguiente. Los números de oxidación de los demás elementos los deduciremos de las fórmulas o nos los indicarán en el nombre del compuesto, así de fácil.

NÚMEROS DE OXIDACIÓN				En los oxácidos
+1	+2	H+1 ou H–1	+3	+4	+5 +3	+6 +4	+7 +5 +3 +1
Li Na K Rb Cs	Be Mg Ca Sr Ba		B Al Ga In Tl	C Si Ge Sn Pb	N P As Sb Bi	O S Se Te -	F Cl Br I -
		Sc+3Zn+2 Y+3Ag+Cd+2 La+3
				–4	–3	–2	–1
				Con el H y con los metales

El hidrógeno (H) presenta número de oxidación +1 con los no metales y –1 con los metales.

El flúor (F) sólo presenta el número de oxidación –1.
El oxígeno (O) presenta el número de oxidación –2, excepto en los peróxidos donde es –1
Los metales alcalinos (grupo 1, o grupo del Li) tienen 1 electrón de valencia, tenderán a perderlo poseyendo siempre en los compuestos número de oxidación +1.
Los metales alcalinotérreos (grupo 2, o grupo del Be) tienen 2 electrones de valencia, tenderán a perderlos poseyendo siempre en los compuestos número de oxidación +2.
El grupo del B (grupo 13) tiene 3 electrones de valencia, tenderán a perderlos poseyendo siempre en los compuestos número de oxidación +3.
El grupo del C (grupo 14) tiene 4 electrones de valencia, que tienden a compartirlos, tienen número de oxidación +4 frente a los no metales, y número de oxidación –4 frente a los metales y al H.
El grupo del N (grupo 15) tiene 5 electrones de valencia, tenderán a ganar 3 poseyendo siempre con el H y con los metales número de oxidación –3.
Los cal cógenos (grupo 16, o grupo del O) tienen 6 electrones de valencia, tenderán a ganar 2 poseyendo siempre con el H y con los metales número de oxidación –2.
Los halógenos (grupo 17, o grupo del F) tienen 7 electrones de valencia, tenderán a ganar 1 poseyendo siempre con el H y con los metales número de oxidación –1.
Dentro de los metales de transición debemos saber que el Ag tiene número de oxidación +1, el Zn y Cd tienen número de oxidación +2, y el Sc, YLa tienen número de oxidación +3.

ELECTRONEGATIVIDAD

Es una medida de la fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre los electrones de otro en un enlace covalente. Se clasifica según diferentes escalas, entre ellas la escala de Pauling y la escala Mulliken.  Los valores decrecen cuando nos movemos de derecha a izquierda en la tabla periódica, ya que los compuestos más próximos tienen una mayor tendencia a adquirir los pocos electrones que les falta para alcanzar esa estructura, cuando nos movemos de arriba abajo, mayor será la repulsión que sienten los electrones adicionales. Si un átomo una gran tendencia a atraer los electrones se dice que es muy electronegatividad. Tiene numerosas aplicaciones en la energía de enlaces, como en las predicciones de la polaridad de enlaces y moléculas. La electronegatividad se ha definido de varias formas, la definición de Pauling está relacionada con la energía puesta en juego cuando se forman enlaces químicos. . Viene dada por la siguiente expresión:

| χ_A - χ_B | = 0.102 x √Δ

Δ (kJ/mol

Muestra la variación de electronegatividad de Pauling con respecto al número atómico.
En general los diferentes valores de electronegatividad de los átomos determinan el tipo de enlace que se formara en la molécula que los combinan.

APLICACIÓN IMPACTO ECONOMICO O AMBIENTAL DE ALGUNOS ELEMENTOS

 APLICACIÓN DE ALGUNOS ELEMENTOS

Hierro: fundición, acero, metalurgia

Sodio: sal, reactores nucleares

Potasio: Carbonos, química

Cobre: electricidad y mecánica

Cromo. Acero inoxidable, química

Zinc: construcción, revestimientos, anticorrosión

Elementos de importancia económica

La fluorita: es el fluoruro de calcio, CaF2. México es el primer productor mundial

La caliza es el carbonato de calcio CaCO3. Se utiliza industrialmente como fuente de CO2

La magnesita es el carbonato de magnesio MgCO3. A partir de el se fabrican ladrillos refaccionarios para hornos

Propiedades:

densidades son menores que las delos metales.

No son dúctiles ni maleables sino frágiles.

No conducen bien el calor ni la electricidad, con excepción del grafito.

Se caracterizan químicamente por su tendencia a ganar electrones, es decir, son oxidantes.

Combustibles y carburantes
Los combustibles son cuerpos capaces de combinarse con él oxigeno con desprendimiento de calor. Los productos de la combustión son generalmente gaseosos. Por razones prácticas, la combustión no debe ser ni muy rápida ni demasiado lenta.

Combustibles sólidos

Carbones naturales:

 Combustibles sólidos.

Carbones naturales: El proceso de carbonización, es antiguo, además de que influyen otros factores, como las condiciones del medio ambiente y el tipo de vegetal original.

 La madera: utiliza sobre todo en la calefacción doméstica. En los hogares industriales

Combustibles líquidos

Petróleo: El petróleo bruto, líquido de aspecto muy variable, es una mezcla extremadamente compleja de numerosos hidrocarburos, con pequeñas cantidades de otras sustancias.

 Combustibles gaseosos.

Gas natural: La presión de estos gases suele ser elevada, lo cual permite su distribución económica a regiones extensas. Están constituidos principalmente por metano, con pequeñas cantidades de butano, y aun por hidrocarburos líquidos. Estos, una vez extraídos, constituyen un buen manantial de gasolina.

Butano y Propano: Son fácilmente licuables a una presión baja y pueden transportarse en estado líquido en recipientes metálicos ligeros. Son utilizados como gases domésticos en las regiones donde no existe distribución de gas del alumbrado.

Hidrógeno: El hidrógeno puro, generalmente producido por electrólisis del agua, no se utiliza como combustible más que en soldadura autógena y en la fabricación de piedras preciosas sintéticas. En este caso es irreemplazable como no contiene carbono, no existe el peligro de que altere la transparencia de las piedras.

Acetileno: Se obtiene por acción del agua sobre el carburo de calcio. Da una llama muy caliente y muy brillante. Se emplea en soldadura y para el alumbrado; pero estas son aplicaciones accesorias: el acetileno es, sobre todo, un intermediario importante en numerosas síntesis químicas industriale

ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA NATURALEZA

En la naturaleza existe una variedad infinita de objetos e infinita también es la variedad de formas, colores y estados. A pesar de sus propiedades dispares, esta multitud de objetos está compuesta por alrededor de 90 elementos básicos, desde el hidrógeno al uranio. En la mayoría de los casos en su composición solo entran algunos de estos elementos. Esta rica diversidad de materiales de la naturaleza se debe a la relativa abundancia de elementos y a la manera en que se combinan. Por una parte observamos que existen materiales puros y extremadamente sencillos, tales como el diamante, formado exclusivamente por átomos de carbono, mientras que por otra, nos encontramos con rocas sumamente complejas en cuya composición entran casi todos los elementos, desde el hidrógeno al uranio.

LOS ELEMENTOS MÁS ABUNDANTES EN LA NATURALEZA:

Carbono C, Hidrógeno H, Oxígeno O, Nitrógeno N, Fósforo P,  Potasio K, Calcio Ca, Magnesio Mg, Flúor F, Zinc Zn, Hierro Fe,  Yodo I, Cloro Cl, Germanio Ge, Galio Ga, Titanio Ti, Cadmio Cd.

VARIACIÓN BIOLÓGICA DE LOS ELEMENTOS

 Los procesos biológicos son causa también de la variación de los elementos en la naturaleza. En la fotosíntesis, las plantas toman dióxido de carbono de la atmósfera y liberan oxígeno. Gracias a su compleja química biológica concentran también muchos elementos del suelo.

Determinados organismos marinos concentran calcio del agua del mar fijándolo en forma de cal en su caparazón. Otros organismos concentran silicio.

Se ha observado que la distribución de los oligoelementos en la sangre humana se asemeja a la que ofrecen las rocas. Se sabe asimismo que el cabello concentra muchos oligoelementos de la sangre. Por tanto, los elementos presentes en el cabello dependen de los hábitos dietéticos del hombre, de la región y medio ambiente de que procede, de sus enfermedades, etc., todo lo cual influye en la concentración de oligoelementos en la sangre. Por tanto, la distribución de los elementos en el cabello puede utilizarse en esferas tan distintas como la arqueología, la geofísica y la medicina, incluida la medicina forense. Últimamente se ha comprobado que las células cancerosas concentran grandes cantidades de oligoelementos en comparación con las normales. De hecho, el análisis de elementos tales como el cobre presentes en las células del ser humano, hace posible el diagnóstico precoz del cáncer

Procesos industriales, por ejemplo, beneficio de minerales y fabricación de productos químicos

Contaminación por procesos industriales

Empleo de combustibles fósiles

Reactores y bombas nucleares.

El mundo de la química

Los elementos químicos

 

¿Cuán abundantes son los elementos químicos?

De los 112 elementos que aparecen en la tabla periódica, la Tierra alberga alrededor de 90. De éstos, 81 elementos son estables, mientras que los 9 restantes existen como isótopos radioactivos inestables. Los elementos posteriores al uranio (Z=92) no se encuentran en la naturaleza y ha sido obtenidos artificialmente mediante el uso de aceleradores de partículas.

La mayoría de los elementos se obtienen de la corteza terrestre, y otros de la atmósfera y de los océanos. Algunos se encuentran en forma libre y sin combinar. Sin embargo, muchos de ellos se combinan unos con otros para formar compuestos, y éstos entre sí forman los minerales, las rocas y los suelos. De los suelos se extraen los minerales que son la base de la riqueza de algunos países del mundo. Los metales, en gran parte, provienen de los minerales. Los metales más abundantes que existen en la corteza terrestre en forma mineral son: aluminio, hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, titanio y manganeso.

El agua de mar es una rica fuente de iones metálicos como

Na+, Mg+2, Ca+2, Cl-1, CO3

2-, SO4

2-... Por otra parte, la obtención de metales con alto índice de pureza como el hierro y el aluminio, entre otros, se logra mediante procesos metalúrgicos.

Abundancia relativa de los elementos químicos en el Universo

Composición química del cuerpo humano.

Hidrógeno 10%, Nitrógeno 3%, Calcio 1,5%, Fósforo 1%

Otros: azufre, hierro, sodio, zinc, cloro, magnesio, silicio y potasio 1,5%, Carbono 18%, Oxígeno 64 

ELEMENTOS DE IMPORTANCIA ECONOMICA

Hidrogeno (H).

Este elemento es muy importante en:

* La refinación de petróleo.

Aluminio (Al). 

El aluminio es resistente a la corrosión, se puede laminar e hilar por lo que se emplea en:

*La construcción de vehículos, aviones y utensilios domésticos.

  Cobalto (Co).

  Se emplea en:

*La fabricación de aceros especiales debido a su alta resistencia al calor, corrosión y fricción.

* La fabricación de herramientas mecánicas de alta velocidad, imanes y motores.

* En forma de polvo, se emplea como pigmento azul para el vidrio.

 

  Mercurio (Hg).

  Es resistente a la corrosión y un buen conductor eléctrico. Se usa en la fabricación de:

*Instrumentos de presión, baterías, termómetros, barómetro, amalgamas dentales, medicamentos e insecticidas.

Antimonio (Sb).

  Se utiliza en:

*Metales de imprenta.

* Fabricación de baterías y acumuladores. Recubrimientos de cables.

  Plata (Ag).

  Se emplea en:

*La acuñación de monedas.

* Manufacturas de vajillas y joyas. En la realización de fotografías.

  Cobre (Cu).

  Usado principalmente como:

*Conductor eléctrico.

*Elaboración de monedas y aleaciones de latón y bronce.

  Plomo (Pb).

  Se emplea para la fabricación de:

* Baterías y acumuladores.

* Pinturas. Soldaduras.

  Hierro (Fe).

  Se utiliza para fábricas:

* Acero, cemento, fundiciones de metales ferrosos.

  Oro (Au).

  Es el patrón monetario internacional, y se emplea en:

*Joyerías y ornamentos.

* Piezas dentales. Equipos científicos de elaboración.

  Carbono (C).

El principal uso industrial del carbono es:

*Como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural).