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08/05/20141 Unidad 1 Clase 3 La Tabla Periódica Profesores: Alberto Salazar G. Hugo Villanueva V.

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2 08/05/20141 Unidad 1 Clase 3 La Tabla Periódica Profesores: Alberto Salazar G. Hugo Villanueva V.

3 08/05/20142 Logros Identifica y describe a los elementos biogenéticos de la tabla periódica. Reconoce a los elementos radioactivos de utilidad en la medicina. Describe a los elementos que forman parte constituyente de los sistema enzimáticos del ser humano.

4 08/05/20143 Tabla Periódica de los Elementos Es el arreglo tabular de los elementos en filas y columnas, resaltando la repetición regular de propiedades de los elementos. En el químico ruso Dimitri Mendeleev y el químico germano J. Lothar Meyer, realizaron descubrimientos similares: Cuando los elementos se ordenaban según su peso atómico, se podían colocar en filas horizontales, una debajo de otra, de tal modo que los elementos en cada columna vertical tuvieran propiedades similares.

5 . Theodor Benfey in 1960.

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7 ChemicalGalaxy Longman

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9 08/05/20148 Tabla periódica moderna actual Elemento Es una sustancia que no se puede separar en sustancias mas simples por medios químicos. A la fecha identificados 113: Existen en forma natural en la tierra 83. Artificialmente son 26, producidos por reacciones nucleares.

10 08/05/20149 Períodos y Grupos Se divide en: 07 períodos 18 columnas o familias. Grupos: 8 grupos A y 8 grupos B. Esta ordenada por número atómico creciente (Z) aumenta de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.

11 Área de Química

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13 08/05/ Período Está conformado por todos los elementos pertenecientes a una fila horizontal en la tabla. El primer período es el más corto: H y He. El segundo período tiene 8 elemento: Li, Be, B, C, N, O, F, Ne El tercer período consta de 8 elementos: Na Ar El cuarto período consta de 18 elementos: K Kr El quinto período consta de 18 elementos: Rb Xe El sexto período consta de 18 elementos: Cs Rn

14 08/05/ Columna o familia Son 18 columnas agrupados por sus similares propiedades, por lo que se conoce como familias. Grupo Está conformado por los elementos de una columna de la tabla. El conjunto superior de rótulos, que tienen designaciones A y B. Es común usar números romanos antes de las letras A y B. En Europa se utiliza una convención similar que numera las columnas de 1A a la 8A y luego de la 1B a la 8B.

15 s1s1 s2s2 d1d1 d2d2 d3d3 d4d4 d5d5 d6d6 d7d7 d8d8 d9d9 d 10 p1p1 p2p2 p3p3 p4p4 p5p5 p6p6 Los elementos del mismo GRUPO tienen la misma configuración electrónica del último nivel energético.

16 08/05/ Grupo Nombre Elementos 1A Metales alcalinos Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 2A Metales alcalinos térreos Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 6A Calcógenos (anfígenos) O, S, Se, Te, Po

17 Metales alcalinos El nombre de esta familia proviene de la palabra árabe álcalis, que significa cenizas. Al reaccionar con agua, estos metales forman hidróxidos, que son compuestos que antes se llamaban álcalis. Son metales blandos, se cortan con facilidad. Los metales alcalinos son de baja densidad Estos metales son los más activos químicamente No se encuentran en estado libre en la naturaleza, sino en forma de compuestos, generalmente sales. Ejemplos: El NaCl (cloruro de sodio) es el compuesto mas abundante en el agua del mar. El KNO 3 (nitrato de potasio) es el salitre. 1IA

18 Metales alcalinotérreos Se les llama alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus óxidos Sus densidades son bajas, pero son algo mas elevadas que la de los metales alcalinos Son menos reactivos que los metales alcalinos No existen en estado natural, por ser demasiado activos y, generalmente, se presentan formando silicatos, carbonatos, cloruros y sulfatos 2IIA

19 Metales de transición 3IIIB5VB6VIB7VIIB9VIIIB11IB12IIB4IVB TODOS SON METALES TÍPICOS; POSEEN UN LUSTRE METÁLICO CARACTERÍSTICO Y SON BUENOS CONDUCTORES DEL CALOR Y DE LA ELECTRICIDAD LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS DE TRANSICIÓN CUBREN UNA AMPLIA GAMA Y EXPLICAN LA MULTITUD DE USOS PARA LOS CUÁLES SE APLICAN

20 Metales de transición interna Estos elementos se llaman también tierras raras.

21 Halógenos Rara vez aparecen libres en la naturaleza, se encuentran principalmente en forma de sales disueltas en el agua del mar. El estado físico de los halógenos en condiciones ambientales normales oscila entre el gaseoso del flúor y el cloro y el sólido del yodo y el astato; el bromo, por su parte, es líquido a temperatura ambiente 17VIIA

22 Gases Nobles Son químicamente inertes lo que significa que no reaccionan frente a otros elementos químicos En condiciones normales se presentan siempre en estado gaseoso. 18VIIIA

23 HHe LiBeBCNOFNe NaMgAlSiPSClAr KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn FrRaAcRfDbSgBhHsMt UunUuuUubUutUuqUupUuhUusUuo Lantanidos CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu Actinidos ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr Grupo de los alcalinos Grupo de los alcalinotérreos Grupo de los térreos Grupo de los carbonoideos Grupo de los nitrogenoideos Grupo de los anfígenos Grupo de los halógenos Grupo de los gases nobles o inertes

24 Familia del Boro 13IIIA

25 Familia del Carbono 14IVA

26 Familia del Nitrógeno 15VA

27 Familia del Oxígeno 16VIA

28 08/05/ Relación con la estructura del átomo Nº Grupo = Nº e - de valencia = Nº e - en s + Nº e - en p Subniveles del mayor nivel (n) Ejemplo Indicar el número de período y el número de grupo para el elemento Mg (Z=12): II 12 Mg = 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Grupo IIA n=3 Período 3

29 ns 1 ns 2 ns 2 np 1 ns 2 np 2 ns 2 np 3 ns 2 np 4 ns 2 np 5 ns 2 np 6 d1d1 d5d5 d 10 4f 5f Configuraciones electrónicas de los elementos en el estado fundamental

30 08/05/ Ahora apliquemos lo aprendido Indicar el número de período y el número de grupo para el elemento Cl (Z=17): VII 17 Cl= 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 n=3

31 08/05/ Propiedades Periódicas La configuración electrónica de los elementos presentan una variación periódica al aumentar el número atómico, por ello los elementos presentan análogamente variaciones periódicas en sus propiedades físicas y químicas, dentro de las que se destacan las siguientes: 1. Radio o volumen atómico 2. Radio iónico 3. Energía de ionización 4. Afinidad electrónica 5. Electronegatividad

32 08/05/ Radio atómico (RA) Es la mitad de la distancia entre los dos núcleos (distancia internuclear) de dos átomos idénticos metálicos, unidos mediante un enlace químico. Se puede expresar así: RA = d 2 Tendencias El radio atómico (RA) aumenta a lo largo de un grupo (con Z). El RA disminuye a lo largo de un período (con Z).

33 08/05/ En caso de elementos no metálicos diatómicos (H 2, Cl 2, I 2, Br 2 ) el radio atómico se llama radio covalente, que es la mitad de la distancia internuclear (longitud de enlace) de átomos unidas mediante enlace covalente simple. En general, el radio atómico nos proporciona el tamaño relativo del átomo. 2. Radio iónico (RI): radio de un catión o anión Es la mitad de la distancia entre los dos núcleos de dos átomos ionizados. Nos proporciona el tamaño relativo de los iones. Catión 11 Na+ 1s 2 2s 2 2p 6 Anión 9 F- 1s 2 2s 2 2p 6

34 08/05/ Energía de ionización (E.I) Es la cantidad de energía requerida para quitar un electrón del nivel externo de un átomo o ion en su estado fundamental o basal. El proceso es endotérmico porque absorbe o gana energía. Tendencias: Aumenta a lo largo de un período al aumentar el número atómico. Disminuye a lo largo de un grupo con el aumento del número atómico. 19 K 3 Li 17 Cl

35 08/05/ Afinidad electrónica Cambio de energía en el proceso resultante de adicionar un electrón a un átomo neutro o un ion en estado gaseoso para formar un ion negativo. Tendencias: Aumenta en los períodos al aumentar el número atómico Disminuye en los grupos con el aumento del número atómico. Recuerde La energía de ionización mide la facilidad con que un átomo pierde un electrón. La afinidad electrónica mide la facilidad con que un átomo acepta un electrón.

36 08/05/ Electronegatividad Aumenta Es la fuerza relativa de un átomo para atraer electrones de enlace hacia su núcleo al unirse químicamente con otro átomo. La electronegatividad de los elementos se expresa en unidad de energía según la escala de Linus Pauling. Pauling demostró que esta propiedad de los átomos depende en forma directa de la energía de enlace. La energía de enlace a su vez depende de: La energía de ionización y de La afinidad electrónica.

37 08/05/ Elementos Biogenéticos Son elementos indispensables para la vida y forman parte de la composición química de los seres vivos y cumplen una función biológica. Deben reunir los siguientes requisitos: La solubilidad en agua. Bajo peso atómico (ninguno rebasa el peso del Iodo 126,9). Relación con el carbono y de abundancia natural.

38 08/05/ Ubicación de los elementos biogenéticos en la tabla periódica En la composición química de los seres vivos se pueden encontrar muchos de los elementos de la tabla periódica, pero no todos son indispensables para la vida. En estos momentos podemos encontrar cantidades de plomo y otros metales pesados en la sangre de los habitantes de las ciudades, los cuales no son necesarios para la vida y además son tóxicos.

39 08/05/ Clasificación de los elementos biogenéticos A. Clasificación química Se clasifican los elementos biogenéticos en función de las estructuras en que se encuentran, como: Microconstituyentes Se encuentran en pequeñas cantidades, complementando las funciones de las moléculas orgánicas: Boro, Flúor, Silicio, Vanadio, Cromo, Manganeso Hierro, Cobalto. Níquel, Cobre Zinc, Selenio Molibdeno, Estaño Iodo.

40 08/05/ B. Clasificación fisiológica Se basa en el papel que desempeñan los elementos biogenéticos en la materia viva: Oligoelementos Participan en la regulación de los procesos metabólicos: Flúor, cobre Yodo Manganeso Zinc Boro, cromo Silicio, vanadio Selenio, Molibdeno Estaño, cobalto. Elementos tóxicos Elementos como el Berilio, Aluminio, Antimonio, Bario, Cadmio, Mercurio, Talio y Plomo, son tóxicos para los seres vivos.

41 08/05/ ElementosMasa en el hombre de 70 Kg Localización y función Oxígeno45.5 Kg 9.3% Se encuentra en compuestos químicos orgánicos y en agua. Carbono12.6 Kg 61.7% Se encuentra en compuestos químicos orgánicos. Hidrógeno7.0 Kg 5.7% Se encuentra en compuestos químicos orgánicos y en agua. Nitrógeno2.1 Kg 11.0% Se encuentra en ácidos nucleicos y aminoácidos. Fósforo0.7 Kg 3.3% Se encuentra en ácidos nucleicos y muchos metabolitos; constituyente de huesos y dientes. Azufre0.175 Kg 1.0% Se encuentra en proteínas y tejido conectivo.

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43 08/05/ Cistina HOOC-CH(NH 2 )CH 2 -S-S-CH 2 CH(NH 2 )COOH alanina

44 08/05/ MineralesMasa en el hombre de 70 Kg Localización y función Calcio1,050 gConstituyente de huesos y dientes; segundo mensajero intracelular, activa la exocitosis y la contracción muscular. Potasio245 g 1.3% Principal catión intracelular; pérdida obligatoria de 40 mEq/d en la orina. Sodio105 g 0.7% Principal catión extracelular. Cloro105 g 0.7% Anión extracelular más abundante; activa a la amilasa. Magnesio 35 g 0.3% Cosustrato del ATP y de otros reactantes nucleótidos; antagonista del Ca ++ Flúor8 gAumenta la dureza de los huesos y dientes; exceso produce fluorosis dental

45 Impulso Nervioso Los iones calcio (Ca 2+ ), potasio (K + ) y sodio (Na + ) están implicados todos en la producción y propagación del impulso nervioso.Los iones calcio (Ca 2+ ), potasio (K + ) y sodio (Na + ) están implicados todos en la producción y propagación del impulso nervioso. Na + K+K+ K+K+ Impulso nervioso Impulso nervioso 44

46 En el interior de la neurona existen proteínas e iones con carga negativa.En el interior de la neurona existen proteínas e iones con carga negativa. Esta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial (unos -70 milivoltios) entre el exterior de la membrana y el interior celular.Esta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial (unos -70 milivoltios) entre el exterior de la membrana y el interior celular. 45

47 Bomba de sodio/potasio Esta variación entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na + /K + )Esta variación entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na + /K + ) 46

48 La bomba de Na + /K + gasta ATP. Expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce dos iones de potasio que se encontraban en el exterior. ATP Los iones sodio no pueden volver a entrar en la neurona, debido a que la membrana es impermeable al sodio. Gasto de ATP 47

49 48

50 Función del calcio Además, el Ca 2+ es necesario para la contracción de los músculos y para el mantenimiento de un latido cardíaco normal.Además, el Ca 2+ es necesario para la contracción de los músculos y para el mantenimiento de un latido cardíaco normal. 49

51 08/05/ Minerales trazas Masa en el hombre de 70 Kg Localización y función Hierro3000 mgSe encuentra en hemoglobina, mioglobina, citocromos, proteínas de hierro y azufre; su deficiencia causa anemia microcítica. Zinc2,300 mgCofactor de la anhidrasa carbónica, carboxipeptidasa y superóxido dismutasa citosólica. Cobre100 mgComponente del citocromo a y de la superóxido dismutasa citosólica. Manganeso20 mgCofactor de la superóxido dismutasa mitocondrial.

52 08/05/ Unión y separación del oxígeno (azul) y cambio conformacional de la oxi y la desoxihemoglobina (solo se muestra un grupo hemo).

53 08/05/ Minerales trazas Masa en el hombre de 70 Kg Localización y función Cobalto5 mg 5.0% Componente de la vitamina B 12 MolibdenoTrazaComponente de la deshidrogenasa de xantina en el metabolismo de las purinas y de la aldehido oxidasa en el metabolismo de las catecolaminas. YodoTrazaNecesario para la producción de las hormonas tiroideas T 3 T 4 ; el hipertiroidismo se trata con radioyodo. SelenioTrazaComponente de la peroxidasa glutatión.

54 08/05/ Elementos Radioactivos Son elementos pesados únicamente tienen isótopos inestables y su desintegración radiactiva los hace impropios para su uso como elementos biogenéticos. Radiactividad Es la descomposición espontánea del núcleo atómico, con la consiguiente emisión de partículas nucleares (en forma de radiaciones corpusculares) y energía electromagnética (radiación electromagnética).

55 08/05/ Radioisótopos (radionúclidos) Tecnecio-99 Talio-201 Yodo-131 Fósforo-32 Cobalto-60 Carbono-14 Uranio Tiempo de vida media 6 horas 74 horas 8 días 14,3 días 5,27 años años 4,5 x 10 9 años Radioisótopos (radionúclidos)

56 08/05/ Utilidad clínica Para diagnosticar enfermedades Yodo-131, se emplea para determinar la deficiencia del funcionamiento de la glándula tiroides. Talio.201, se emplea para detectar si el tejido cardíaco ha muerte después de un ataque al corazón. Carbono-11, se emplea para detectar zonas enfermas del cerebro, con la técnica de la tomografía. Arsénico-74, se emplea para localizar tumores cerebrales. Tecnecio-99, sirve para obtener imágenes y detectar enfermedades del hígado, páncreas, pulmón, etc, mediante la técnica de gammagrafía. En radioterapia El cobalto-60 y cesio-137, son emisores beta y gamma, se emplea para combatir células cancerosas, mediante técnicas de baños de cobalto. El fósforo-32, se emplea para el tratamiento de la leucemia.

57 08/05/ GRACIAS


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