18: Los metales, metaloides y no metales representativos
El desarrollo de la tabla periódica a mediados del siglo XIX provino de observaciones de que existía una relación periódica entre las propiedades de los elementos. Los químicos, que saben las variaciones de estas propiedades, han podido usar esta información para resolver una variedad de desafíos técnicos. Por ejemplo, el silicio y otros semiconductores forman la columna vertebral de la electrónica moderna debido a nuestra capacidad para ajustar las propiedades eléctricas de estos materiales. Este capítulo explora propiedades importantes de los metales, los metaloides y los no metales representativos en la tabla periódica.
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- 18.1: La periodicidad
- Esta sección se enfoca en la periodicidad de los elementos representativos. Los elementos representativos se encuentran en los grupos 1, 2 y 12-18. Estos elementos son metales, metaloides y no metales representativos. Los metales alcalinos (grupo 1) son muy reactivos y fácilmente forman iones con una carga de 1+ para formar compuestos iónicos que suelen ser solubles en el agua y reaccionan vigorosamente con el agua para formar el gas hidrógeno y una solución básica del hidróxido metálico.
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- 18.2: La ocurrencia y preparación de los metales representativos
- Because of their chemical reactivity, it is necessary to produce the representative metals in their pure forms by reduction from naturally occurring compounds. Electrolysis is important in the production of sodium, potassium, and aluminum. Chemical reduction is the primary method for the isolation of magnesium, zinc, and tin. Similar procedures are important for the other representative metals.
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- 18.3: La estructura y las propiedades generales de los metaloides
- Los elementos boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio y telurio separan los metales de los no metales en la tabla periódica. Estos elementos, llamados los metaloides o, a veces, los semimetales, exhiben propiedades características tanto de metales como de no metales. Las estructuras de estos elementos son similares en muchos aspectos a las de los no metales, pero los elementos son semiconductores eléctricos.
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- 18.4: La estructura y las propiedades generales de los no metales
- Los no metales tienen estructuras que son muy diferentes a las de los metales, principalmente porque tienen mayor electronegatividad y electrones que están más unidos a los átomos individuales. La mayoría de los óxidos no metálicos son anhídridos de ácido, lo que significa que reaccionan con el agua para formar soluciones ácidas. Las estructuras moleculares son comunes para la mayoría de los no metales, y varios tienen múltiples alótropos con diferentes propiedades físicas.
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- 18.5: La ocurrencia, preparación y los compuestos de hidrógeno
- El hidrógeno es el elemento más abundante del universo y su química es verdaderamente única. Aunque tiene reactividad química similar a la de los metales alcalinos, el hidrógeno tiene muchas mismas propiedades químicas de los no metales con una electronegatividad relativamente baja. Forma hidruros iónicos con metales activos, compuestos covalentes con estado de oxidación -1 con menos elementos electronegativos y compuestos covalentes con estado de oxidación +1 con no metales más electronegativos
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- 18.6: La ocurrencia, preparación y propiedades de los carbonatos
- El método habitual para la preparación de los carbonatos de los metales alcalinos y alcalinotérreos es usando la reacción de un óxido o hidróxido con dióxido de carbono. Otros carbonatos se forman por precipitación. Los carbonatos metálicos o hidrogenocarbonatos como la piedra caliza (CaCO3), el antiácido Tums (CaCO3) y el bicarbonato de sodio (NaHCO3) son ejemplos comunes. Los carbonatos y hidrogenocarbonatos se descomponen en la presencia de ácidos y la mayoría se descomponen al calentarlos.
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- 18.7: La ocurrencia, preparación y propiedades del nitrógeno
- El nitrógeno exhibe estados de oxidación que van desde 3 a 5+. Debido a la estabilidad del triple enlace N≡N, se requiere una gran cantidad de energía para producir compuestos a partir del nitrógeno molecular. Los metales activos como los metales alcalinos y los metales alcalinotérreos pueden reducir el nitrógeno para formar los nitruros metálicos. Los óxidos de nitrógeno y los hidruros de nitrógeno también son sustancias importantes.
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- 18.8: La ocurrencia, preparación y propiedades del fósforo
- El fósforo (grupo 15) normalmente tiene los estados de oxidación de 3− con metales activos y de 3+ y 5+ con no metales más electronegativos. Los halógenos y el oxígeno oxidan al fósforo. Los óxidos son óxido de fósforo (V), P4O10 y óxido de fósforo (III), P4O6. Se usa la reacción de un fosfato con el ácido sulfúrico o la reacción del agua con el óxido de fósforo (V) para formar el ácido ortofosfórico, H3PO4. El ácido ortofosfórico es triprótico y forma 3 tipos de sales.
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- 18.9: La ocurrencia, preparación y los compuestos de oxígeno
- El oxígeno es uno de los elementos más reactivos. Esta reactividad, junto con su abundancia, hace que la química del oxígeno sea bien entendida. Los compuestos de metales representativos con oxígeno existen en tres categorías (1) óxidos, (2) peróxidos y superóxidos, y (3) hidróxidos. El calentamiento de hidróxidos, nitratos o carbonatos correspondientes se usa para producir óxidos. El calentamiento del metal o óxido metálico en oxigeno puede causar la formación de los peróxidos y superóxidos.
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- 18.11: La ocurrencia, preparación y propiedades de los halógenos
- Los halógenos forman haluros con elementos menos electronegativos. Los haluros de los metales varían de iónicos a covalentes pero los haluros de los no metales son covalentes. Los interhalógenos se forman usando la combinación de dos o más halógenos diferentes. Todos los metales representativos reaccionan directamente con los halógenos elementales o con soluciones de ácidos hidrohálicos (HF, HCl, HBr y HI) para producir haluros metálicos representativos.
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- 18.12: La ocurrencia, preparación y propiedades de los gases nobles
- La propiedad más significativa de los gases nobles (grupo 18) es su inactividad. Ocurren en bajas concentraciones en la atmósfera. Se usan como atmósferas inertes, letreros de neón y como refrigerantes. Los tres gases nobles más pesados reaccionan con el flúor para formar los fluoruros. Los fluoruros de xenón son los que se caracterizan como materiales de partida para algunos otros compuestos de gases nobles.
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- 18.13: Los metales, los metaloides y los no metales representativos (ejercicios)
- Estos son ejercicios de tarea para acompañar el mapa de texto hecho para "Química" por OpenStax. Se pueden encontrar bancos de preguntas complementarios de química general para otros mapas de texto y se pueden acceder aquí. Además de estas preguntas disponibles públicamente, el acceso al banco de problemas privado para su uso en los exámenes o las tareas está disponible para el profesor solo de forma individual; póngase en contacto con Delmar Larsen para obtener una cuenta con permiso de acceso.
Contribuyentes y atribuciones
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Paul Flowers (Universidad de Carolina del Norte - Pembroke), Klaus Theopold (Universidad de Delaware) y Richard Langley (Stephen F. Austin Universidad del Estado) con autores contribuyentes. Contenido del libro de texto producido por la Universidad de OpenStax tiene licencia de Atribución de Creative Commons Licencia 4.0 licencia. Descarge gratis en http://cnx.org/contents/85abf193-2bd...a7ac8df6@9.110) ."
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Ana Martinez ( amartinez02@saintmarys.edu ) contribuyó a la traducción de este texto.