ESTUDIO DE LOS GRUPOS DE LA TABLA PERIODICA Y LOS PRINCIPALES COMPUESTOS DEL HIDROGENO, OXIGENO, NITROGENO Y AZUFRE.

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Propiedades:

- Configuración electrónica: ns2p1.

- El boro es claramente un no-metal y es semiconductor y forma enlaces covalentes, mientras que el resto son metales típicos aumentando el carácter metálico según descendemos en el grupo, si bien el aluminio forma enlaces covalentes perfectamente definidos.

- Mientras el boro es muy duro, los metales son mucho más blandos, destacando el talio que puede rayarse con la uña.

- Electronegatividad intermedia e irregular pues crece hacia abajo a excepción del boro.

- Estado de oxidación habitual: +3, aunque Ga, In y Tl presentan también +1.

- Los óxidos e hidróxidos del boro son ácidos, los del aluminio y galio son anfóteros y los del indio y talio son básicos; el TlOH es una base fuerte.

- Puntos de fusión bastante bajos a excepción del boro, destacando el del galio que es líquido a 30ºC, y puntos de ebullición intermedios.

- La mayoría de las sales son solubles en agua.

- Son buenos reductores, especialmente el aluminio.

- El boro no conduce la corriente, el aluminio y el indio son buenos conductores mientras que galio y talio son malos.

Reacciones:

- No reaccionan con el agua, a excepción del aluminio que si lo hace desprendiendo hidrógeno, pero forma en seguida una capa de óxido que queda adherida al metal e impide que continúe la reacción: 2 Al(s) + 3 H2O → Al2O3(s) + 3 H2(g).

- Únicamente el boro y el aluminio reaccionan con el nitrógeno a temperaturas altas, formando nitruros. 2 B(s) + N2 (g).→ 2 BN(s).

- Reaccionan con los halógenos formando halogenuros: 2 E + 3X2 → 2 EX3.

Métodos de obtención:

- El boro se obtiene por reducción del B2O3 con magnesio.

- El aluminio se prepara por electrólisis a partir de la bauxita cuya mena es AlO3(OH).

- El resto de los metales del grupo también se obtiene por electrólisis de las disoluciones acuosas de sus sales.

Aplicaciones:

En estado puro, el boro se utiliza en industria nuclear, en el dopado de semiconductores y en aleaciones; el aluminio se utiliza en aleaciones ligeras y resistentes a la corrosión; el galio, como arseniuro de galio se utiliza como semiconductor; indio en aleaciones y semiconductores, talio en fotocélulas, vidrios…

Elementos carbonoideos.

Son por los siguientes elementos: carbono, silicio, germanio, estaño, y plomo y constituyen el grupo 14 de la Tabla Periódica.

Más de la cuarta parte de la masa de la corteza terrestre está formada por dichos elementos, especialmente por el silicio, segundo elemento más abundante tras el oxígeno. El carbono, constituyente fundamental de la materia orgánica es el segundo elemento del grupo en abundancia.

En estado natural sólo se encuentran carbono, estaño y plomo, si bien lo más común es encontrarlos como óxidos y sulfuros.

Propiedades:

- Configuración electrónica: ns2p2.

- El carbono es un no-metal, mientras que estaño y plomo son metales típicos, siendo silicio y germanio semimetales (metaloides).

- Mientras el carbono en su forma de diamante es muy duro, los metales son mucho más blandos, de manera que el plomo puede rayarse con la uña. Los semimetales tienen dureza intermedia.

- Igualmente, el carbono tiene muy elevados puntos de fusión y ebullición descendiendo estos según se baja en el grupo.

- Los estados de oxidación que presentan son +2 y +4. El carbono presenta también el -4 (carburo), si bien en los compuestos orgánicos puede presentar una gran variedad de estados de oxidación.

- Mientras que los óxidos de carbono y silicio son ácidos, los del estaño y plomo son anfóteros.

- El plomo es tóxico.

Reacciones:

- No reaccionan con el agua.

- Los ácidos reaccionan con el germanio, estaño y plomo.

- Las bases fuertes atacan a los elementos de este grupo, con la excepción del carbono, desprendiendo hidrógeno.

- Reaccionan con el oxígeno formando óxidos.

Métodos de obtención:

- El silicio se obtiene por reducción del SiO2 con carbón o CaC2 en horno eléctrico.

- El germanio puede obtenerse igual que el silicio o por reducción de su óxido con hidrógeno.

Aplicaciones:

- El silicio y el germanio se emplean como semiconductores en electrónica, especialmente en transistores para lo cual deben obtenerse muy puros.

- El óxido de silicio en la fabricación de vidrios.

- El carbono y sus derivados se utilizan como combustibles y en la síntesis de productos orgánicos.

- El estaño se usa para soldadura y en aleaciones con otros metales.

- El plomo, tradicionalmente usado en la fabricación de tuberías de fontanería, está siendo reemplazado por el cobre y el PVC debido a su toxicidad.

Elementos nitrogenoideos.

Son los siguientes elementos: nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto y constituyen el grupo 15 de la Tabla Periódica.

Únicamente forman el 0,35 % de la masa de la corteza terrestre. A veces se presentan nativos pero o más habitual es encontrarlos como óxidos o sulfuros.

Propiedades:

- Configuración electrónica: ns2p3.

- El carácter metálico se incrementa según se desciende en el grupo. Así, mientras el nitrógeno es un no-metal típico, el fósforo, el arsénico y antimonio, considerados también como no-metales,