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Guía 3 de Química: organización de los elementos


Llevó casi la primera mitad del siglo XIX organizar los ya unos cuantos elementos para tratar de comprender sus propiedades. Y poco a poco, estudiando semejanzas y diferencias entre esas mismas propiedades, se fue encontrando que escondían ciertas regularidades que podían permitir organizarlos de alguna manera.

No podemos ignorar el trabajo que Johan Döbereiner, un profesor de la Universidad de Jena, realizó entre 1817 y 1829 cuando presentó su “ley de las tríadas”. Descubrió tendencias en ciertas propiedades de grupos seleccionados de elementos.

Por ejemplo, la masa atómica media de litio y potasio estaba cerca de la masa atómica de sodio. Un patrón similar se encontró con el calcio, estroncio y bario, con azufre, selenio, y teluro, y también con cloro, bromo, y yodo. Además, las densidades para algunas de estas tríadas siguieron un patrón similar.

Döbereiner intentó relacionar las propiedades químicas de estos elementos (y de sus compuestos) con los pesos atómicos, observando una gran analogía entre ellos, y una variación gradual del primero al último.

Disculpen pero siempre me ha gustado destacar los científicos que intentaron pero que no consiguieron, algo así como los “soldados desconocidos” que sentaron bases para otros que por alguna razón pudieron lograrlo.

En 1860 se comenzó a ordenar el caos y las cosas se hicieron más sencillas con recursos como la Tabla Periódica.

En esta Guía, que debe analizarse con esa Tabla bien cerca, los “ruidos” fueron transformándose en “música”.

Espero que la disfruten.

CONTENIDO:

 1 - ¿A qué llamamos “elemento” en Química?
 2 - ¿Cómo se llegó a ordenar los elementos químicos en tablas?
 3 - ¿Qué relaciones manifiestan los elementos con su estructura nuclear y electrónica?
 4 - ¿Qué elementos forman el grupo I-A?
 5 - ¿Qué elementos forman el grupo II-A?
 6 – ¿Qué elementos forman el grupo III-A?
 7 - ¿Qué elementos forman el grupo IV-A?
 8 - ¿Qué elementos forman el grupo V-A?
 9 - ¿Qué elementos forman el grupo VI-A?
10 - ¿Qué elementos forman el grupo VII-A?
11 - ¿Qué elementos forman el grupo VIII-A (ó 0)?
12 - ¿Cuáles son los “elementos de transición”?
13 - ¿Cuáles son los “elementos de transición interna?
14 - ¿Qué propiedades se conocen como “periódicas”?
15 - ¿Cómo varía el “tamaño atómico”?
16 - ¿Cómo varía el “potencial de ionización”?
17 - ¿Cómo varía la “afinidad electrónica”?
18 - ¿Cómo varía la “electronegatividad”?
19- ¿Cómo varía la “electropositividad”?

Aunque ya no lo expresan con la seguridad que solían hacerlo, los físicos y los químicos nos siguen diciendo que sólo existen los elementos que encontramos en la Tabla Periódica actualmente en uso. Es que nuestra visión del universo según se aceptaba en la segunda mitad del siglo XX ha ido cambiando y "hay más cosas en el cielo y en la tierra...", al decir de Shakespeare mucho tiempo antes.

Sin embargo, en esta segunda década del siglo XXI todavía parece suficientemente confiable recurrir al ordenamiento periódico para al menos aproximar explicaciones acerca del comportamiento probable de cada presentación aceptada de protones, neutrones y electrones.

Cuando allá por 1963 recibía mis primeras clases universitarias de "Introducción a la Química" en la Universidad Nacional de La Plata, recuerdo que hasta la gigantesca tabla de "núclidos" que incluía los elementos conocidos y sus isótopos era toda una novedad. Incluso de hablaba casi en voz baja de los electrones y menos aún podía asegurarse que los hubiese positivos y negativos, ni tampoco los alumnos llegábamos a comprender cabalmente a qué se referían cuando nos adelantaban la posible existencia de unos "neutrinos" que no tenían carga ni masa.

Pero por algún costado de la Química había que comenzar y los cincuenta años transcurridos nos demostraron que en la ciencia todo es cuestión de "modelos", y que había que construir continuamente nuevos que remplazaran los anteriores. Y eso es parte de la belleza de este juego que propone pequeños pasos hacia una verdad absoluta que seguramente nunca se conocerá.

Si te interesa recibir una copia electrónica de esta Guía te diré cómo lograrla. Envíame un email a mi correo danielgalatro@gmail.com o completa y remite el formulario de contacto que encontrarás en este mismo blog y verás que es muy sencillo.

Te estaré esperando.

Prof. Daniel Aníbal Galatro
Esquel - Chubut - Argentina

Guía 1 de Química: la Tabla Periódica como nunca la has visto antes


Desde hace muchos años, al explicar la Tabla Periódica de Mendeleiev con los elementos organizados en períodos, grupos y demás, vengo relacionando los comportamientos de los átomos con las formas de comportarse los individuos en una sociedad como la nuestra.

Y resultó así que los alumnos comprendían más fácilmente ciertas propiedades de los átomos de un elemento químico al compararla con individuos de cierta clase social.

Así que te invito a ir leyendo estas consignas teniendo a mano esa maravillosa Tabla Periódica que permitió transformar una Alquimia desorganizada en una Química organizada.


Para ello debes conseguir tu propia copia de esta Guía, algo muy sencillo de lograr. Averigua cómo, enviándome un email a mi correo personal danielgalatro@gmail.com o utilizando el formulario de contacto que encontrarás en este mismo blog.

No dudo que será una experiencia inolvidable que te permitirá comprender muy fácilmente lo que suele resultar dificultoso.

Te estaré esperando.

Prof. Daniel Aníbal Galatro


Visión socioeconómica de la Tabla Períodica - Parte 2



¡Hola!

Seguramente vienes de leer el post Visión socioeconómica de la Tabla Períodica - Parte 1 . Si no es así, te anticipo que no comprenderás muchas de las preguntas que aquí voy a formularte y que se reponden conociendo esa publicación, por lo que ¡ve a leerla!. (Aquí te estaré esperando para hacer la segunda parte).
Si ya conoces el juego, ¡vamos adelante!

¿Recuerdas que nuestra Tabla Periódica muy especial es el plano de una ciudad que hemos dado en llamar "Element City"?

1- ¿Quién es el administrador del lugar y en qué casa vive?
2- El administrador, ¿es pobre o es rico?
3- ¿Quiénes habitan en los castillos de la nobleza y cuáles son los números de sus casas?
4- ¿Con quiénes negocian los nobles?
5- ¿Qué buscan conseguir todos los que no son nobles?
6- ¿Qué dos formas tienen de conseguirlo según sea su situación actual?
7- ¿Cómo negocian entre sí los que viven en el Country?
8- ¿Quién es y dónde vive el más rico de los que no son nobles?
9- ¿Quién es y dónde vive el que lo sigue en riqueza?
10- ¿Cómo se lleva este último con el administrador?
11- ¿Quiénes viven en "El Parque de los Halógenos?
12- ¿Cómo negocia uno del Country con uno de los barrios pobres?
13- ¿Cómo negocia uno del barrio Anfóteros con uno del Country?
14- ¿Cómo negocia uno del barrio Anfóteros con uno de los barrios pobres: a) si el segundo de los ricos no lo ayuda? b) si el segundo de los ricos lo ayuda?
15- ¿Dónde viven los dos más pobres de los pobres?
16- ¿Cómo negocian dos pobres entre sí?
17- ¿Quiénes viven en el barrio Alcalinos?
18- ¿Cuánto pierden éstos cada vez que negocian con uno del Country?
19- ¿Quiénes viven en el barrio Alcalinotérreos?
20- ¿Cuánto pierden éstos cada vez que negocian con uno del Country?
21- ¿Quiénes son siameses y dónde viven?
22- ¿Qué aspecto físico presentan los siameses que detallamos: a) el administrador y los que viven en las casas 7, 8, 9 y 17? b) el que vive en la casa 35? c) el que vive en la casa 53?
23- Dentro de la zona de los pobres que conocemos como "Barrio de Transición" hay un sector conocido como "Feconi". ¿Qué casas lo componen?
24- ¿Qué tienen en común los que viven en las casas 31, 35. 55, 80 y 87?
25- ¿Por qué sus vecinos de la ciudad llaman "inertes" a los nobles?
26- ¿Quiénes viven en el edificio Lantánidos?
27- ¿Quiénes viven en el edificio Actínidos?


Y ahora, el gran cierre para que ejerzas tu capacidad de detective y deduzcas las respuestas:


28- En qué barrio y en qué casa viven:
- el administrador.
- el Sol.
- la piedra.
- el más rico de los que no son nobles?
- el segundo más rico de los que no son nobles?
- el nuevo.
- el verde.
- el fuerte.
- el coloreado.
- el francés antiguo.
- el alemán.
- la luna.
- el escondido.
- el argentino.
- el originario.
- la tierra.
- el polaco.
- el francés moderno.
- los Rutherford.
- los Seaborg.
- los Bohr.
- los Hass.
- los Meitner.
- el prometido.
- el europeo.
- el dios Thor.
- el venido de Plutón.
- el venido de Urano.
- el americano.
- el egresado de Berkeley.
- el californiano.
- los Einstein.
- los Fermi.
- los Mendeleiev.
- los Nobel.
- los Lawrence.

¿A quién agregarías en esta lista?
¿Consideras que algunos de los que figuran no están bien identificados?

Bien. Quedo a la espera. Tus preguntas y comentarios harán más valioso este intento de enseñar a conocer los elementos de la Tabla Periódica. Será un placer que nos pongamos en contacto. Luego ya lo haremos también en videoconferencias para divertirnos con estas historias y las que vendrán.

Un saludo afectuoso
Prof. Daniel Aníbal Galatro
danielgalatro@gmail.com
Esquel - Chubut - Argentina
Mayo de 2014


Visión socioeconómica de la Tabla Períodica - Parte 1


¡Hola! Aquí estamos nuevamente con la famosa Tabla Periódica de los elementos químicos. Y como lo hemos hecho hace algún tiempo, a través de una visión "socioeconómica" que puede ayudar a conocer propiedades de esos elementos y de sus comportamientos habituales.

Vamos a ver la Tabla Periódica como si fuese el plano de una pequeña ciudad a la que podemos llamar "Element City". Cada cuadradito es una casa en la que vive una familia (un elemento). Las casas están numeradas a partir del 1. Para los químicos, ese número se denomina "número atómico" e indica cuántos protones tiene ese elemento particular.

Pero cada familia tiene ciertas características propias que, además del número de su casa, la diferencian en mayor o menor medida de las otras. Vamos a considerar eso siguiendo los colores de la figura adjunta, que pueden o no coincidir con la Tabla Periódica que usas. Tendrás que hacer los cambios necesarios en lo que digamos.

En el extremo más a la derecha de la ciudad, una serie vertical celeste de casas forma el barrio de los nobles. Allí viven solamente las familias Helio (casa 2), Neón (casa 10), Argón (casa 18), Criptón (casa 36), Xenón (casa 54), Radón (casa 86) y la recién llegada Ununoctio (casa 118). Estas familias tienen como particularidad poseer todo el dinero que necesitan y, por tanto, no se dan fácilmente con las otras de la ciudad.

El resto de las familias de Element City no goza de esa importante ventaja. Algunas son relativamente ricas pero no tanto como desean ser, y tienen que procurarse dinero mediante convenios con otros ricos o quitándoselo a los pobres. Y los pobres deben pagar a los ricos para poder lograr vivir en paz. Pero veamos el tema reflejado en el plano.

A la derecha del plano y limitando con el barrio de los nobles puede verse una serie de casas coloreadas de verde. Allí viven 14 familias entre las cuales encontramos, por ejemplo, Boro (casa 5), Carbono (casa 6), Flúor (casa 9), Fósforo (casa 15), Bromo (casa 35). Yodo (casa 53) y Astato (casa 85), entre otras. Ese barrio es el Country donde residen los más ricos pero insatisfechos que mencionamos antes. Por una cuestión más relacionada con la historia que con la realidad, los químicos los llaman "no metales". La riqueza de cada familia figura como su "electronegatividad" que podemos considerar como su capacidad para obtener más dinero. Por ejemplo, la familia Flúor es la más rica pues tiene una electronegatividad de 4, es decir, le quita su dinero a todos los demás, siempre excluyendo a los nobles que no necesitan participar de estos juegos.

Desde la izquierda del plano hacia la derecha viven los pobres, a quienes los químicos llaman "metales alcalinos" (la primera serie vertical aquí coloreada de naranja), "metales alcalinotérreos" (la segunda serie vertical que vemos de color amarillo) y una zona muy poblada que llaman "elementos de transición interna" (coloreada de rosa). Como se ve, hay muchas más familias pobres que familias ricas. Los pobres tienen poca riqueza, es decir, poca electronegatividad, o que hace que tienen poca capacidad de obtener dinero. Cuando compiten con un rico, pierden algo de lo poco que tienen. Y no compiten con otros pobres sino se forman una especie de cooperativa para que todos estén mejor pero sin que nadie realmente gane o pierda.

Entre los barrios pobres y el country vemos una zona grisácea que su parte superior comienza con la casa de la familia Aluminio (casa 13) y esta seguida hacia abajo por otras 10 familias entre las que vemos a los Galio (casa 31), Estaño (casa 50), Plomo (casa 82) y otras. Esa zona, llamada por los químicos la de los "metales pobres" es donde encontramos elementos ni muy ricos ni muy pobres, una especie de clase media que actuará como pobre frente a los ricos y como rico frente a los pobres, como ya veremos.

Pero quienes viven en la ciudad y no son nobles los envidian y buscan ser como ellos. Para ello, los ricos buscan conseguir lo que les falta, a costa de los pobres que deben pagar para lograrlo. Esto significa que hay permanentes competencias entre las familias para mejorar su situación, y esto les asegura mayor estabilidad.

Hemos hablado de dinero, pero ¿cuál es la moneda que se utiliza en Element City? Lo que se paga o se cobra no son dólares ni pesos sino electrones. Un electrón es la unidad de moneda de la ciudad y tiene la particularidad (casual y debida a la historia que llevó a su descubrimiento) de ser de signo negativo. Porque se consideró que los protones que definen cada familia eran positivos. Entonces, y contra lo que solemos pensar, aquí "cuanto más negativo, mejor", porque cada moneda de intercambio es negativa.

¿Qué buscan? Tener todo el dinero de aquél noble que vive en su cercanía. Por ejemplo, la familia Litio (casa 3) tiene 3 electrones para negociar. Buscará parecerse a la familia Helio (casa 2 que está satisfecho con 2 electrones) y por eso entregará el electrón que le "sobra" cuando encuentre un rico que quiera quitárselo. En cambio, la familia Cloro (casa 17) tiene 7 electrones para negociar y buscará parecerse a la familia Argón (casa 18 que está satisfecha con 8 electrones) y por eso buscará cómo conseguir el electrón que le falta. Para ello puede quitárselo a alguna familia pobre como, por ejemplo, la familia Litio que anda ofreciendo ese electrón.

Pero hay otras intrigas en esta ciudad, intrigas que debemos conocer para comprender por qué ocurren las cosas y cómo ocurren.

No hemos mencionado a la familia Hidrógeno, que vive en la casa 1. Es muy especial y su trabajo es administrar la ciudad. Es quien decide qué familia es pobre o qué familia es rica o qué familia es de clase media. Si una familia tiene más electronegatividad (fortuna) que ellos, es rica. Si una familia tiene menos electronegatividad que ellos, es pobre. Y si tiene una electronegatividad parecida a la de ellos es de clase media.

Pero incluso dentro de un mismo barrio son todos iguales pero "algunos son más iguales que otros". Es decir, ninguna familia es exactamente igual a otra. A lo sumo son más o menos parecidas, cuando no son muy diferentes. Estudiemos algunos casos.

La familia Flúor (casa 9) es la más rica del country. Nadie puede quitarle dinero y ella puede quitarle a cualquier otro (excepto a los nobles, que no se dan con nadie). Pero sucede que no tiene el gobierno de la ciudad porque "no está nunca" (es un elemento poco común en este planeta). En cambio, la familia Oxígeno (casa 8) es la segunda en riqueza pero está casi siempre presente y entonces es la que realmente tiene el poder. Le quita su dinero (electrones) a todos los pobres, pero comparte su dinero con otros ricos o con los de clase media. Pero ya lo iremos viendo en detalle.

Fin de la Parte 1

Prof. Daniel Aníbal Galatro
Esquel - Chubut - Argentina
danielgalatro@gmail.com