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ELEMENTOS
REPRESENTATIVOS
Para comprender la composición
química de los minerales, los
diferentes tipos de suelo y las
diversas transformaciones sufridas
por la corteza terrestre a lo largo de
su existencia, debemos conocer
primero el comportamiento químico
y físico de los elementos químicos
que constituyen nuestro planeta.
ELEMENTOS
REPRESENTATIVOS
Los Elementos Representativos
comprenden los bloques “s” y “p” de
la Tabla Periódica
ELEMENTOS
REPRESENTATIVOS
Se les da esa denominación porque
sus características químicas y físicas
en cierta forma engloban las
correspondientes a los demás
elementos de la misma.
ELEMENTOS
REPRESENTATIVOS
Estudiaremos sistemáticamente cada
grupo en forma general y los
elementos uno a uno, haciendo
énfasis en las propiedades,
obtención, aplicaciones y minerales.
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
Miembros: Litio, Sodio, Potasio,
Rubidio, Cesio y Francio
Símbolos: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
Todos los elementos del grupo son
metálicos, de color blanco plateado y
gran brillo. Son conductores
eléctricos y térmicos pero tan
extremadamente reactivos que es
difícil sacar provecho de estas
propiedades, excepto en casos
particulares.
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
A diferencia de la mayoría de los
metales, sus temperaturas de fusión
y ebullición son bajas, disminuyendo
ambas a medida que descendemos
en el Grupo, de manera que es
posible cortar al Litio o al Sodio con
un cuchillo, mientras que el Cesio es
líquido a la temperatura ambiental
de los sitios geográficos cálidos.
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
El hecho de ser blandos y las bajas
temperaturas de fusión y ebullición
se asocian a la debilidad de los
enlaces metálicos que unen a los
átomos de los elementos alcalinos,
que se explica por la configuración
electrónica ns1 de última capa, que
genera bandas de valencia con muy
pocos electrones.
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
Son muy reactivos, ya que son
propensos a ceder ese último
electrón de una manera fácil y
rápida, formando entonces
compuestos con un único estado de
oxidación 1+ a través de procesos de
reducción en medio acuoso:
M(s)
M+(ac) + e-
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
Tan alta reactividad hace necesario
aislarlos cuando se encuentran en
forma elemental, de aquellos
compuestos o elementos que
fácilmente aceptan electrones, de
modo que suelen almacenarse bajo
líquidos orgánicos no polares, como
aceites o parafina.
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
Reaccionan directamente con la
mayoría de los no metales. Típica es
la combinación de sodio, metal
reactivo y peligroso con cloro, gas
altamente venenoso, para producir
ese compuesto indispensable para la
vida, el cloruro de sodio, NaCl.
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
La reacción de los elementos
alcalinos con agua es violenta y
exotérmica, produciendo los
hidróxidos correspondientes. En el
caso del potasio, por ejemplo, la
reacción es:
2K(s) + 2H2O(l)
2KOH(ac) + H2(g)
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
A medida que aumenta el
tamaño del metal,
la reacción con agua se hace
más violenta llegando incluso,
en los casos del rubidio y el
cesio a ser ¡explosiva!
GRUPO 1 Ó I-A: LOS METALES
ALCALINOS.
Casi todos los compuestos de
metales alcalinos son sólidos iónicos,
generalmente incoloros, excepto
cuando el anión es por naturaleza
colorido, como el anión dicromato,
Cr2O7=, o el anión permanganato,
MnO4-. Los compuestos de metales
alcalinos son por lo general solubles
en agua en diferente grado.
LOS ELEMENTOS
LITIO:
Metal de color blanco plateado brillante,
cuya superficie se torna negruzca al ser
expuesta al aire húmedo. Es el menos
denso de los elementos sólidos a
temperaturas y presiones ambientales.
Reacciona rápidamente con el oxígeno
del aire para producir el óxido
correspondiente.
LOS ELEMENTOS
Es uno de los pocos elementos que
reacciona directamente con
nitrógeno molecular, N2, para
producir el nitruro de litio, Li3N.
LOS ELEMENTOS
Es el más reductor de los elementos. Su
oxidación en agua tiene el potencial
estándar más positivo de todos los
elementos:
Li(s)
Li+(ac) + e- Eo = 3,05 V
A pesar de su alto potencial de oxidación,
su reacción con agua no es violenta
debido a que probablemente la energía de
activación es alta.
LOS ELEMENTOS
 fue
descubierto supuestamente por
el químico sueco Johann A.
Arfvedson en 1817 y aislado por el
químico alemán Robert Bunsen en
1855. Se le obtiene por la electrólisis
de una mezcla de cloruro de litio y
potasio fundidos.
LOS ELEMENTOS
En forma metálica se utiliza como
desoxidante. Debido a su baja
densidad se utiliza en aleaciones
para usos aeroespaciales. Es
empleado comúnmente para la
construcción de baterías por su
elevado potencial de reducción.
LOS ELEMENTOS
Uno de sus compuestos
organometálicos, el estearato de
litio, C17H35COOLi, se emplea en la
producción de grasas para
automóviles. El hidróxido es
utilizado para eliminar el dióxido
de carbono en los sistemas de
ventilación de naves espaciales y
submarinos.
LOS ELEMENTOS
El hidruro, utilizado para inflar
salvavidas; su equivalente de
hidrógeno pesado (deuterio), se
utiliza para fabricar la bomba de
hidrógeno. El carbonato de litio, un
mineral común, se usa en el
tratamiento de las psicosis
maníaco-depresivas.
LOS ELEMENTOS
Minerales:
 Ambligonita
(Li,Na)Al(PO4)(F,OH),
 Espodumena,
LiAlSi2O6
LOS ELEMENTOS
SODIO:
Es blanco, plateado y blando, más
que el litio. Posee una alta
reactividad. No se le encuentra libre
en la Naturaleza. Es esencial para la
vida junto a otros miembros del
grupo, por lo que se halla en forma
iónica en todos los tejidos animales y
vegetales.
LOS ELEMENTOS
Se le produce industrialmente por el
proceso de Downs, en el cual se
electroliza el cloruro de sodio
fundido, en una celda cilíndrica con
un ánodo central de grafito y un
cátodo de acero circundante
LOS ELEMENTOS
LOS ELEMENTOS
 El
sodio metálico se emplea en la
preparación de muchos compuestos
de sodio, aunque principalmente se
le utiliza para extraer otros metales
menos comunes, por medio de la
reducción de sus compuestos con
sodio elemental.
LOS ELEMENTOS
 Los
compuestos de sodio son muy
utilizados en diversidad de
aplicaciones. El hidróxido de sodio,
NaOH, es punto de partida en la
fabricación de jabón, rayón y papel,
se le usa también en las refinerías de
petróleo y en la industria textil y del
caucho o hule.
LOS ELEMENTOS
El cloruro de sodio, NaCl, conocido
como sal común, es empleado para
resaltar el sabor de los alimentos, así
como en medicina para preparar
soluciones salinas y en la síntesis
electrolítica de hidróxido de sodio y
cloruro de hidrógeno.
LOS ELEMENTOS
El carbonato y el bicarbonato, se
usan como bases débiles y en la
obtención de silicatos sintéticos.
Minerales.
Halita.
LOS ELEMENTOS
POTASIO:
Indispensable para el equilibrio celular,
fue descubierto y nombrado en 1807
por el químico británico sir Humphry
Davy. Es blanco plateado y puede
cortarse con un cuchillo. Tiene una
dureza de 0,5. Se conocen tres formas
isotópicas naturales, de números
másicos 39, 40 y 41. El potasio 40 es
radiactivo
LOS ELEMENTOS
Se prepara por la reacción química
de sodio metálico con cloruro de
potasio fundido:
Na(l) + KCl(l)
K(g) + NaCl(l)
La obtención del elemento por medio
del proceso electrolítico ha entrado
en desuso debido a la peligrosidad,
producto de la alta reactividad del
metal.
LOS ELEMENTOS
El elemento metálico se usa en
la construcción de células
fotoeléctricas, ya que su baja
energía umbral permite la
observación de efecto
fotoeléctrico con radiación visible
de poca energía.
LOS ELEMENTOS
KBr, un sólido blanco, es usado a en
fotografía, grabado y litografía, y en
medicina como sedante. El cromato de
potasio, K2CrO4, un sólido cristalino
amarillo, y el dicromato de potasio,
K2Cr2O7, un sólido cristalino rojo, se
utilizan en la industria química como
oxidantes, en la fabricación de cerillas o
fósforos y fuegos artificiales, en el tinte
textil, cosmético y en curtido de cuero.
LOS ELEMENTOS
El yoduro de potasio, KI, es usado en
fotografía para preparar emulsiones y en
medicina para el tratamiento del reuma y
de la actividad excesiva del tiroides. El
nitrato de potasio, KNO3, se usa en cerillas
o fósforos, explosivos y fuegos artificiales,
y para mantener el color sonrosado en las
carnes conservadas como los embutidos. El
nitrato de potasio se encuentra en la
naturaleza y es conocido como nitrato de
Chile.
LOS ELEMENTOS
El permanganato de potasio, KMnO4, es un
sólido púrpura cristalino, que se usa como
desinfectante y germicida y como agente
oxidante en muchas reacciones químicas
importantes.
El carbonato de potasio, K2CO3, se obtiene
de las cenizas vegetales y se usa en la
fabricación de jabones blandos y
vidrio.
LOS ELEMENTOS
Ortoclasa
Incoloro en estado puro,
Presentando tonalidades grises,
rosas amarillas o verdes. Raya
blanca, brillo vítreo, dureza de 6 a
5,5. Presenta cierta birrefringencia. Contiene 16.93% de
K2O, 18.35% de Al2O3 y 64.73%
De SiO2. Polimorfo ordenado de
baja temperatura del feldespato
potásico. La variedad fuertemente
brillante, casi transparente y de
gran pureza es la llamada
Adularia o Piedra Luna.
LOS ELEMENTOS
Metal blanco-plateado y muy blando. Fue
descubierto
espectroscópicamente
en
1860 por el químico alemán Robert
Wilhelm Bunsen y el físico alemán
Gustav
Robert
Kirchhoff,
quienes
nombraron al elemento por las líneas rojas
características en su espectro. El rubidio
metálico es el tercero en actividad de los
metales alcalinos. Se oxida inmediatamente cuando se le expone al aire con
formación de llama, para formar óxido de
rubidio.
LOS ELEMENTOS
 Se
le halla en pequeñas cantidades
en aguas minerales y en varios
minerales asociados generalmente
con otros metales alcalinos. También
se encuentra en pequeñas
cantidades en el té, el café, el tabaco
y en otras plantas.
LOS ELEMENTOS
 Los
organismos vivos pueden
requerir cantidades diminutas del
elemento, por lo que podría
considerar un oligoelemento. Se
utiliza en catalizadores y en células
fotoeléctricas. La desintegración
radiactiva del isótopo rubidio 87
puede utilizarse para determinar la
edad geológica.
LOS ELEMENTOS
El cesio fue descubierto junto al rubidio en
1860 por Bunsen y Kirchhoff por métodos
espectroscópicos.
En la Naturaleza la fuente que produce la
mayor cantidad de cesio es un mineral
poco frecuente llamado pólux (o polucita,
(Cs,Na)(Si2Al)O6·nH2O). También se le
encuentra en la lepidolita, en la carnalita y
en ciertos feldespatos