Autora:María Cristina Chaler.
Ciencia fácil Año 2007 Número: 35
Una excursión por la tabla periódica
La tabla periódica nos muestra una serie de 92 elementos que todo lo forman.
Cada uno de ello tiene una razón para existir
A través de las diferentes notas de Ciencia fácil hemos conocido la composición de la materia y describimos una serie de fenómenos físicos, químicos y biológicos.
Ya nos son más familiares la tabla periódica y sus agrupamientos más importantes, (Ver: ¡vamos a poner orden! Y seguimos ordenando…), hablamos que el criterio para armarla fue el ordenamiento de los átomos por masas (Ar) crecientes que finalmente dio como consecuencia un ordenamiento por números atómicos (Z) crecientes.
Habíamos propuesto, el modelo de tabla periódica en forma de gran espiral cónica tridimensional que desciende desde el vértice formado por el hidrógeno y el helio, con un tronco atractor de los Gases Nobles.
También mencionamos que las propiedades se repiten en ella en forma secuencial generalmente por octetos, de modo que sobre las verticales encontramos los grupos que forman familias de elementos que se compartan en forma semejante. Mencionamos las secuencias horizontales, períodos, donde dos átomos consecutivos difieren entre sí en un protón y un electrón, y corriéndonos a través del mismo vamos pasando de una familia a otra.
Cuando nos movemos en un periodo hacia la derecha de la tabla el número de protones que el átomo posee en el núcleo aumenta de a uno y por lo tanto como consecuencia el tamaño atómico disminuye a causa de la atracción que ejerce ese núcleo más positivo. Podemos asegurar que dentro de un mismo periodo los átomos de la derecha son más pequeños que los que se encuentran a al izquierda, ya que sus electrones se encuentran mas próximos al núcleo..
Ahora excursionemos en:
Los metales…y su mar electrónico.
“Núcleos positivos sumergidos en un mar de electrones”
¡Esta es la descripción metafórica que da la Ciencia al modelo metálico!
Los metales propiamente dichos forman el grupo IA (alcalinos) y IIA (alcalinotérreos) de la tabla periódica. Se caracterizan por tener 1(uno) y 2(dos) electrones en el último nivel por lo tanto su tendencia será la de perderlos para quedarse con la órbita anterior completa y asemejarse a los Gases Nobles que le preceden en la tabla periódica, ya que éstos son los modelos de estabilidad y de minina energía, y la mayoría de los elementos reaccionan químicamente uniéndose entre si, con el objetivo de estar en las condiciones eléctricas de ellos (isoelectrónicos). El Li y el Be se parecerán al Helio con su primer nivel completo donde sólo se admiten dos electrones, mientras que el resto de los elementos perderán sus electrones externos para quedarse con 8(ocho) en su último nivel (Regla del Octeto) y así electrónicamente se parecerán al resto de los Inertes. Esta capacidad de perder fácilmente los electrones externos (electropositividad) les confiere características especiales, y les permite combinarse químicamente con aquellos átomos que necesitan recibir electrones para semejarse a los Gases Nobles posteriores a ellos en el periodo, como por ejemplo los elementos del grupo 6A (grupo del oxígeno) o del 7A (halógenos) formando los llamados compuestos iónicos donde el metal cede sus electrones adquiriendo en consecuencia tantas cargas positivas como electrones cedió y transformándose en catión y el no metal los recibe adquiriendo tantas cargas negativas como electrones recibió, transformándose en anión, de este modo forman sustancias que se mantienen estables en la naturaleza por la atracción eléctrica de sus Iones (Compuestos Iónicos).
Por ello estos elementos se oxidan con facilidad, es decir se combinan con el oxígeno, o forman sales al combinarse con los halógenos como la tan conocida sal de cocina (Cloruro de sodio).
Los metales son sustancias que conducen fácilmente la electricidad, el calor y poseen un brillo característico. Este tipo de propiedades físicas están en relación con la estructura atómica, pues los núcleos positivos ocupan lugares fijos en el espacio, respetando una geometría rígida (retículo) pero los electrones giran alrededor de ellos sin pertenecer a ninguno en especial, así es como esa nube móvil le da a la sustancia un gran poder de conducción eléctrica.
Su brillo también tiene que ver con la movilidad de las cargas pues la incidencia de la luz aumenta el movimiento de los electrones superficiales de modo que reflejan la misma desde cualquier ángulo que se le observe.
La conducción de calor la realizan también estas pequeñas partículas eléctricas transportando la energía calórica desde un punto a otro del metal.
La estructura metálica se estabiliza por la atracción de los núcleos con su mar electrónico, pero como en este mar no existe ningún electrón con preferencia hacia un núcleo determinado, esto le confiere a la sustancia maleabilidad y ductilidad de modo que son fáciles de moldear y con ellos se pueden fabricar chapas o hilos que el hombre utiliza en forma permanente en todas las industrias.
Con respecto a su estructura no podemos hablar de moléculas ya que los núcleos positivos (cationes) se enlazan todos para integrar un agregado único y enorme (macromolécula) sostenido por la nube electrónica que los neutraliza.
La estructura cristalina del metal es la que le confiere mayor o menor dureza y al mismo tiempo hace que varíen sus propiedades físicas características como el punto de fusión (pasaje de sólido a líquido) y el de ebullición (pasaje de líquido a gaseoso).
¿Cómo los encontramos en la naturaleza?
Los metales de estos grupos no están libres como tales en la naturaleza, sino que los encontramos formando compuestos iónicos, como cationes con una o dos cargas positivas según sean alcalinos o alcalinotérreos, esto se debe a que son sumamente inestables por su enorme electropositividad y reaccionan rápidamente para ser isoeléctricos al Gas Noble del periodo que les precede estabilizando sus configuraciones eléctricas y colocándose en un estado casi ideal. Así que en general los encontramos disueltos en los mares como sales o formando sólidos en las salinas y en rocas.
Son componentes de suma importancia biológica porque los seres vivos no podrían mantener su estado de salud sin la presencia de ellos.
Conozcamos lo siguiente.
Sodio
Un adulto normal aproximádamente de 70 Kg. posee en su cuerpo alrededor de 100g este elemento en forma de catión monopositivo (Na+) de los cuales 55% se encuentra en los líquidos fuera de las células, el 40 % en los huesos y el resto en el interior de las células, del equilibrio de este elemento en el organismo depende el equilibrio del agua (hídrico) y de ahí la salud.
La ingesta diaria de alrededor se 12 a 16 g y junto con el potasio regulan la entrada y la salida se sustancias a la célula y mantienen el estado de salud.
Potasio
Un adulto normal posee alrededor de 136 g de potasio (K+) en su cuerpo de los cuales un 98% se encuentra en los líquidos intercelulares.
Tiene un papel importante para la vida de todas las células e interviene en distintos procesos metabólicos (reacciones químicas biológicas) como la elaboración de proteínas para la regeneración de los diferentes tejidos y es un componente fundamental para mantener la salud de un ser vivo.
La ingesta diaria es de alrededor de unos 4g por día.
Calcio
Es uno de los elementos importantísimos para mantenerse sano, un adulto normal de 70 Kg. poseen aproximadamente 1,250 Kg. de calcio (Ca++) en su organismo el 99% en el tejido óseo y el resto formando parte de los líquidos corpóreos.
Este elemento es fundamental para el desarrollo de la vida y su falta o desequilibrio trae como consecuencia un sinnúmero de enfermedades.
Interviene en múltiples reacciones químicas de nuestro organismo, algunas de ellas son: la regulación de las secreciones hormonales, la influencia en la coagulación sanguínea, intervencion en la contracción muscular y en la conducción nerviosa.
Los requerimientos diarios de este mineral varían según la edad y época de vida, un lactante debe ingerir desde 350 a 550mg por día mientras que entre los 1 y 10 años la necesidad es de 800 mg por día, durante el crecimiento pre y pos puberal o durante el embarazo y lactancia se necesitan 1200mg diarios, mientras que los adultos requieran 800mg diarios.
El balance general de calcio debe ser positivo en los periodos de formación y crecimiento óseo, cuando el desarrollo se ha completado se alcanza un balance equilibrado y después de los 45 años comienza una pérdida de calcio de alrededor del 5% cada 10 años proveniente de los huesos (balance negativo) siendo en la mujer mayor que en el hombre. Esta pérdida prolongada produce osteoporosis
Magnesio
Un adulto normal tiene en su cuerpo entre 25 y 30 g de magnesio y de esa cantidad más del 50% se encuentra en los huesos, el resto forma parte de todas las células y líquidos corporales y ocupa luego del potasio el segundo lugar en el interior celular. Es un elemento esencial para las numerosas reacciones químicas dentro del organismo e interviene en la producción de la energía que necesitamos para desarrollar nuestras actividades.
Los requerimientos diarios son de 350 mg para el varón y 300 mg en la mujer que se deberá incrementar a 450 mg en el periodo de embarazo y lactancia.
Los elementos químicos han formado parte de nuestro cuerpo y de todo ser vivo desde siempre y no hubiese sido posible de la vida sin la existencia de ellos.
La ciencia descubre y explica lo que ya la “Inteligencia de la Naturaleza” utilizaba para el desarrollo evolutivo de la materia.
Una excursión por la tabla periódica
La tabla periódica nos muestra una serie de 92 elementos que todo lo forman.
Cada uno de ello tiene una razón para existir
A través de las diferentes notas de Ciencia fácil hemos conocido la composición de la materia y describimos una serie de fenómenos físicos, químicos y biológicos.
Ya nos son más familiares la tabla periódica y sus agrupamientos más importantes, (Ver: ¡vamos a poner orden! Y seguimos ordenando…), hablamos que el criterio para armarla fue el ordenamiento de los átomos por masas (Ar) crecientes que finalmente dio como consecuencia un ordenamiento por números atómicos (Z) crecientes.
Habíamos propuesto, el modelo de tabla periódica en forma de gran espiral cónica tridimensional que desciende desde el vértice formado por el hidrógeno y el helio, con un tronco atractor de los Gases Nobles.
También mencionamos que las propiedades se repiten en ella en forma secuencial generalmente por octetos, de modo que sobre las verticales encontramos los grupos que forman familias de elementos que se compartan en forma semejante. Mencionamos las secuencias horizontales, períodos, donde dos átomos consecutivos difieren entre sí en un protón y un electrón, y corriéndonos a través del mismo vamos pasando de una familia a otra.
Cuando nos movemos en un periodo hacia la derecha de la tabla el número de protones que el átomo posee en el núcleo aumenta de a uno y por lo tanto como consecuencia el tamaño atómico disminuye a causa de la atracción que ejerce ese núcleo más positivo. Podemos asegurar que dentro de un mismo periodo los átomos de la derecha son más pequeños que los que se encuentran a al izquierda, ya que sus electrones se encuentran mas próximos al núcleo..
Ahora excursionemos en:
Los metales…y su mar electrónico.
“Núcleos positivos sumergidos en un mar de electrones”
¡Esta es la descripción metafórica que da la Ciencia al modelo metálico!
Los metales propiamente dichos forman el grupo IA (alcalinos) y IIA (alcalinotérreos) de la tabla periódica. Se caracterizan por tener 1(uno) y 2(dos) electrones en el último nivel por lo tanto su tendencia será la de perderlos para quedarse con la órbita anterior completa y asemejarse a los Gases Nobles que le preceden en la tabla periódica, ya que éstos son los modelos de estabilidad y de minina energía, y la mayoría de los elementos reaccionan químicamente uniéndose entre si, con el objetivo de estar en las condiciones eléctricas de ellos (isoelectrónicos). El Li y el Be se parecerán al Helio con su primer nivel completo donde sólo se admiten dos electrones, mientras que el resto de los elementos perderán sus electrones externos para quedarse con 8(ocho) en su último nivel (Regla del Octeto) y así electrónicamente se parecerán al resto de los Inertes. Esta capacidad de perder fácilmente los electrones externos (electropositividad) les confiere características especiales, y les permite combinarse químicamente con aquellos átomos que necesitan recibir electrones para semejarse a los Gases Nobles posteriores a ellos en el periodo, como por ejemplo los elementos del grupo 6A (grupo del oxígeno) o del 7A (halógenos) formando los llamados compuestos iónicos donde el metal cede sus electrones adquiriendo en consecuencia tantas cargas positivas como electrones cedió y transformándose en catión y el no metal los recibe adquiriendo tantas cargas negativas como electrones recibió, transformándose en anión, de este modo forman sustancias que se mantienen estables en la naturaleza por la atracción eléctrica de sus Iones (Compuestos Iónicos).
Por ello estos elementos se oxidan con facilidad, es decir se combinan con el oxígeno, o forman sales al combinarse con los halógenos como la tan conocida sal de cocina (Cloruro de sodio).
Los metales son sustancias que conducen fácilmente la electricidad, el calor y poseen un brillo característico. Este tipo de propiedades físicas están en relación con la estructura atómica, pues los núcleos positivos ocupan lugares fijos en el espacio, respetando una geometría rígida (retículo) pero los electrones giran alrededor de ellos sin pertenecer a ninguno en especial, así es como esa nube móvil le da a la sustancia un gran poder de conducción eléctrica.
Su brillo también tiene que ver con la movilidad de las cargas pues la incidencia de la luz aumenta el movimiento de los electrones superficiales de modo que reflejan la misma desde cualquier ángulo que se le observe.
La conducción de calor la realizan también estas pequeñas partículas eléctricas transportando la energía calórica desde un punto a otro del metal.
La estructura metálica se estabiliza por la atracción de los núcleos con su mar electrónico, pero como en este mar no existe ningún electrón con preferencia hacia un núcleo determinado, esto le confiere a la sustancia maleabilidad y ductilidad de modo que son fáciles de moldear y con ellos se pueden fabricar chapas o hilos que el hombre utiliza en forma permanente en todas las industrias.
Con respecto a su estructura no podemos hablar de moléculas ya que los núcleos positivos (cationes) se enlazan todos para integrar un agregado único y enorme (macromolécula) sostenido por la nube electrónica que los neutraliza.
La estructura cristalina del metal es la que le confiere mayor o menor dureza y al mismo tiempo hace que varíen sus propiedades físicas características como el punto de fusión (pasaje de sólido a líquido) y el de ebullición (pasaje de líquido a gaseoso).
¿Cómo los encontramos en la naturaleza?
Los metales de estos grupos no están libres como tales en la naturaleza, sino que los encontramos formando compuestos iónicos, como cationes con una o dos cargas positivas según sean alcalinos o alcalinotérreos, esto se debe a que son sumamente inestables por su enorme electropositividad y reaccionan rápidamente para ser isoeléctricos al Gas Noble del periodo que les precede estabilizando sus configuraciones eléctricas y colocándose en un estado casi ideal. Así que en general los encontramos disueltos en los mares como sales o formando sólidos en las salinas y en rocas.
Son componentes de suma importancia biológica porque los seres vivos no podrían mantener su estado de salud sin la presencia de ellos.
Conozcamos lo siguiente.
Sodio
Un adulto normal aproximádamente de 70 Kg. posee en su cuerpo alrededor de 100g este elemento en forma de catión monopositivo (Na+) de los cuales 55% se encuentra en los líquidos fuera de las células, el 40 % en los huesos y el resto en el interior de las células, del equilibrio de este elemento en el organismo depende el equilibrio del agua (hídrico) y de ahí la salud.
La ingesta diaria de alrededor se 12 a 16 g y junto con el potasio regulan la entrada y la salida se sustancias a la célula y mantienen el estado de salud.
Potasio
Un adulto normal posee alrededor de 136 g de potasio (K+) en su cuerpo de los cuales un 98% se encuentra en los líquidos intercelulares.
Tiene un papel importante para la vida de todas las células e interviene en distintos procesos metabólicos (reacciones químicas biológicas) como la elaboración de proteínas para la regeneración de los diferentes tejidos y es un componente fundamental para mantener la salud de un ser vivo.
La ingesta diaria es de alrededor de unos 4g por día.
Calcio
Es uno de los elementos importantísimos para mantenerse sano, un adulto normal de 70 Kg. poseen aproximadamente 1,250 Kg. de calcio (Ca++) en su organismo el 99% en el tejido óseo y el resto formando parte de los líquidos corpóreos.
Este elemento es fundamental para el desarrollo de la vida y su falta o desequilibrio trae como consecuencia un sinnúmero de enfermedades.
Interviene en múltiples reacciones químicas de nuestro organismo, algunas de ellas son: la regulación de las secreciones hormonales, la influencia en la coagulación sanguínea, intervencion en la contracción muscular y en la conducción nerviosa.
Los requerimientos diarios de este mineral varían según la edad y época de vida, un lactante debe ingerir desde 350 a 550mg por día mientras que entre los 1 y 10 años la necesidad es de 800 mg por día, durante el crecimiento pre y pos puberal o durante el embarazo y lactancia se necesitan 1200mg diarios, mientras que los adultos requieran 800mg diarios.
El balance general de calcio debe ser positivo en los periodos de formación y crecimiento óseo, cuando el desarrollo se ha completado se alcanza un balance equilibrado y después de los 45 años comienza una pérdida de calcio de alrededor del 5% cada 10 años proveniente de los huesos (balance negativo) siendo en la mujer mayor que en el hombre. Esta pérdida prolongada produce osteoporosis
Magnesio
Un adulto normal tiene en su cuerpo entre 25 y 30 g de magnesio y de esa cantidad más del 50% se encuentra en los huesos, el resto forma parte de todas las células y líquidos corporales y ocupa luego del potasio el segundo lugar en el interior celular. Es un elemento esencial para las numerosas reacciones químicas dentro del organismo e interviene en la producción de la energía que necesitamos para desarrollar nuestras actividades.
Los requerimientos diarios son de 350 mg para el varón y 300 mg en la mujer que se deberá incrementar a 450 mg en el periodo de embarazo y lactancia.
Los elementos químicos han formado parte de nuestro cuerpo y de todo ser vivo desde siempre y no hubiese sido posible de la vida sin la existencia de ellos.
La ciencia descubre y explica lo que ya la “Inteligencia de la Naturaleza” utilizaba para el desarrollo evolutivo de la materia.
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