Capítulo 1. Tabla periódica

La química suele conocerse como la ciencia central, estudia y analiza la materia, todos los productos de la industria tienen procesos químicos. La tabla periódica es la base para entender el átomo y los electrones, de esta manera se explica la química inorgánica y orgánica en todas sus dimensiones.

Tabla periódica:

La tabla es un arreglo bidimensional de grupos (verticales) y niveles (horizontales), Dmtri Mendeliev (1834-1907) quién desarrollo las propiedades periódicas de los elementos, en sus trabajos demostró que al ordenar los elementos en orden ascendente de su peso atómico, la tabla describe un patrón recurrente o periodicidad. Este arreglo queda resumida en la tabla periódica que nos muestran por primera vez el profesor en todos los colegios. Figura 1.

Como se ve ahí están los grupos y los niveles, los grupos quieren decir que las propiedades de la columna son similares en todos esos elementos y el nivel como se puede observar son 7 renglones, en orden de arriba a abajo el átomo va aumentando el número de órbitas que tiene según se encuentre en alguno de los siete renglones, la cantidad de electrones se relaciona con el número de órbitas que tiene un átomo,(Figura 2).

Los nombres de los grupos tienen orígenes históricos desarrollados por alquimistas, por ejemplo en los grupos 1 y 2 existen los materiales conocidos con el nombre arábigo de metales alcalinos y alcalinotérreos, esto tiene su explicación: los metales suelen encontrarse generalmente en la tierra y al ser derivados de allí el nombre genérico de metal en idioma arábigo es alkali, esto por el lado izquierdo y por el lado derecho tenemos los gases nobles descubiertos por Lord Ryleigh (John William Strut) y Sr William Ramsay en 1894, "coincidiencia o no los Lord y Sr en la realeza británica son de la clase noble", es decir los del grupo 18 (Fig 3.) que como su nombre lo indica no reaccionan con los demás elementos de la tabla periódica y por el contrario todos los elementos del grupo 1 al 17 reaccionan entre sí.

Figura 1. Distribución de la tabla periódica

Es muy importante entender la organización de los grupos y niveles, esto será de vital importancia para comprender a fondo la química de aquí en adelante.

Miremos algunos detalles si numeras correctamente encontrarás en el grupo 13 un elemento con el símbolo B boro, esta parte de la tabla tiene una linea quebrada de izquierda a derecha y de arriba a abajo, lo que se ve ahí es la división entre los elementos metálicos a la izquierda y los no-metálicos a la derecha.

Siguiendo esta ordenación en el grupo 3 en los niveles 6 y 7 se encuentra una linea en negrilla, si se observa la tabla se ve que los elementos donde dice La y Ac saltan de los números 57 y 89 respectivamente a números superiores, el porque está en que las dos franjas inferiores de la tabla son los números faltantes, es decir en la química esta es la franja de los lantanidos y actinidos.

Los semiconductores.

Son aquellos que se distribuyen en diferentes grupos de la tabla del 13 al 17 y se encuentran entre los metales y los no-metales, por lo tanto no podríamos decir que los semiconductores son de un grupo si no lo preguntaran, otra manera de decirlo es que los semiconductores están entre los conductores (metales) y los no-conductores (no-metales) Figura 2.

Figura 2. Los elementos sombreados son los semiconductores.

Las propiedades electro-magneticas de los materiales han sido estudiadas desde la antigüedad los griegos conocían muy bien el "magma" como rocas fundidas de los volcanes, pero tardó muchos siglos para entender la relación entre el magma y los electrones de los átomos, los materiales desde el punto de vista de los antiguos alquimistas se dividen en conductores, semi-conductores y no-conductores.

Uno de los semi-conductores mas conocido es el silicio y de su económica extracción de las arenas, los grandes países industrializados modernos han hecho con ellos grandes economías, la propiedad de semi-conducir la electricidad ha hecho posible entre otras cosas los sistemas de navegación de toda aeronave o barco internacional, el origen de las emisoras de radio, los mayores avances en tecnologías de telecomunicaciones del siglo XXI, los video-juegos, internet, y miles de cosas que uno se podría imaginar y que tal vez no se han inventado.

Tablas con números romanos. 

Se encuentran tablas con números romanos estas tablas están diseñadas al estilo clásico, solamente hay que cambiar los alcalinos 1 y los alcalinoterreos 2 por los numerales IA Y IIA, el siguiente no es IIIA sino IIIB hasta el 12 que es XIIB y luego se continua en el grupo 13 con el IIIA hasta el VIIIA, esta nomenclatura es mas explicativa y mejor de aprender en capitulos posteriores.

Ejemplo: El grupo 14 de la tabla periódica es el IVA donde está el carbono y el grupo 11 donde está el Au oro es el XIB. 

Grupo VIIA los halógenos.

Los halógenos reaccionan fácilmente con los alcalinos y los alcalinoterreos o sea el grupo IA y IIA en nomenclatura clásica, si de hecho los antiguos alquimistas extraían sales al secado de soluciones en agua de mezclas entre halógenos y alcalinos, mas adelante se definirían como electrolitos que producen los ácidos, las bases y las sales. Giuseppe Alessandro Volta inventó la pila voltaica en 1799 y responde al mismo principio de conductividad descubierto por Luigi Galvani.

La etimología de la palabra halógeno quiere decir que "produce sal" es decir en griego "halo" significa sal y "geno" de generico, similar, parecido, etc, una de las propiedades de los halógenos es la fluorescencia "ilumina en la oscuridad".

Los elementos no metálicos son muy reactivos y por eso es muy importante tener cuidado con ellos en el desarrollo de laboratorios de química el O oxígeno del grupo VIA actúa en todas las reacciones conocidas como oxidación y junto con el H hidrógeno del grupo IA y el C carbono del grupo IVA, se combinan para dar el ciclo de fotosíntesis que comprende toda la rama de la bioquímica, de hecho de todos los no-metales que no son semiconductores el C carbono es el más reactivo de todos y obedece prinicipalmente a que tiene el mayor número de enlaces posibles 4 y por eso es del grupo IVA.

Los metales

Según el orden de ideas anterior los metales conducen la electricidad y el calor, por eso en la antigüedad el hombre aprendió a fundirlos y dar forma a ellos, la era del hierro trajo la revolución industrial con los principios termodinámicos de la maquina de vapor y que han ido evolucionando a motores con diferentes fuentes de energía, un motor está compuesto en más de un 95% de metales, porque tiene que transferir mucha energía que solo puede ser disipada con metales y aleaciones de metales.

Los hidrocarburos

La industria petrolera extrae de la tierra una antigua sustancia originaria del medio oriente en la química moderna descrita como hidrocarburo, largas cadenas de carbono e hidrógeno se unen y producen una sustancia orgánica altamente reactiva al calor y que mueve los motores de más del 80% de vehículos en el mundo.