Elemento químico

Tabla periódica de los elementos químicos.

Un elemento químico es un tipo de materia, constituida por átomos de la misma clase. En su forma más simple posee un número determinado de protones en su núcleo, haciéndolo pertenecer a una categoría única clasificada con el número atómico, aun cuando este pueda ostentar distintas masas atómicas. Es un átomo con características físicas únicas, aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras más simples. No existen dos átomos de un mismo elemento con características distintas y, en el caso de que estos posean masa distinta, pertenecen al mismo elemento pero en lo que se conoce como uno de sus isótopos. También es importante diferenciar entre un «elemento químico» de una sustancia simple.

El ozono (O₃) y el oxígeno (O₂) son dos sustancias simples, cada una de ellas con propiedades diferentes. Y el elemento químico que forma estas dos sustancias simples es el oxígeno (O). Otro ejemplo es el elemento químico carbono, que se presenta en la naturaleza como grafito o como diamante (estados alotrópicos).

Algunos elementos se han encontrado en la naturaleza, formando parte de sustancias simples o de compuestos químicos. Otros han sido creados artificialmente en los aceleradores de partículas o en reactores atómicos. Estos últimos son inestables y sólo existen durante milésimas de segundo. A lo largo de la historia del universo se han ido generando la variedad de elementos químicos a partir de nucleosíntesis en varios procesos, fundamentalmente debidos a estrellas.

Elementos químicos en la tabla periódica de los elementos

Los elementos químicos se encuentran clasificados en la tabla periódica de los elementos. A continuación se detallan los elementos conocidos, ordenados por su número atómico.

(**)El descubrimiento del elemento 118 por un equipo del Lawrence Berkeley National Laboratory en 1999 fue más tarde revocado porque no fue posible repetir tal experimento.

[1] Anulación de LBNL por el descubrimiento de 1999.

[2] Experimento de JINR/LLNL (2005)

Acrónimos incluidos en la tabla

• GSI, Gesellschaft für Schwerionenforschung (Sociedad para la Investigación de Iones Pesados), Wixhausen, Darmstadt, Alemania
• JINR, Joint Institute for Nuclear Research (Instituto Unido para la Investigación Nuclear), Dubna, Moskvá Oblast, Rusia
• LLNL, Lawrence Livermore National Laboratory (Laboratorio Nacional Lawrence Livermore) Livermore, California, Estados Unidos
• LBNL, Lawrence Berkeley National Laboratory (Laboratorio Nacional Lawrence de Berkeley) Berkeley, California, Estados Unidos

Notas sobre la tabla

• El H₂O es el químico complejo de las sustancias químicas
• Nota 1: La plantilla {{Fn}} está obsoleta, véase el nuevo sistema de referencias. El elemento no tiene un nucleoide estable, y su valor entre corchetes, (por ejemplo, [209]), indica el número másico del isótopo con mayor duración de dicho elemento.
• Nota 2: La plantilla {{Fn}} está obsoleta, véase el nuevo sistema de referencias. La composición isotópica de algunos elementos presentes en ciertos fragmentos geológicos puede variar de la facilitada en la tabla.
• Nota 3: La plantilla {{Fn}} está obsoleta, véase el nuevo sistema de referencias. La composición isotópica puede variar en los materiales comerciales, por lo que el peso atómico puede variar del dado significativamente.
• Nota 4: La plantilla {{Fn}} está obsoleta, véase el nuevo sistema de referencias. La composición isotópica de varios metales terrestres que necesitan una precisión mayor en su peso atómico no puede ser facilitada.
• Nota 5: La plantilla {{Fn}} está obsoleta, véase el nuevo sistema de referencias. El peso atómico del litio comercializado puede variar entre 6.939 y 6.996—en análisis futuros se tratará de especificar más el dato.

Procedencia de los nombres de elementos químicos

Los nombres de los elementos proceden de sus nombres en griego, latín, inglés o llevan el nombre de su descubridor o ciudad en que se descubrieron.

• Hidrógeno (H): del griego ‘engendrador de agua’.
• Helio (He): de la atmósfera del Sol (el dios griego Helios). Se descubrió por primera vez en el espectro de la corona solar durante un eclipse en 1868, aunque la mayoría de los científicos no lo aceptaron hasta que se aisló en la Tierra.
• Litio (Li): del griego lithos, roca de color rojo muy intenso a la flama
• Berilio (Be) de beriio, esmeralda de color verde
• Boro (B): del árabe buraq.
• Carbono (C): carbón.
• Nitrógeno (N): en griego nitrum, ‘engendrador de nitratos’
• Oxígeno (O): en griego ‘engendrador de óxidos’ (oxys).
• Flúor (F): del latín fluere.
• Neón (Ne): nuevo (del griego neos).
• Sodio (Na): Del latín sodanum (sosa). El símbolo Na viene del latín nátrium (nitrato de sodio)color amarillo a la flama
• Magnesio (Mg): de Magnesia, comarca de Tesalia (Grecia).
• Aluminio (Al): del latín alumen.
• Silicio (Si): del latín sílex, sílice.
• Fósforo (P) del griego phosphoros, ‘portador de luz’ (el fósforo emite luz en la oscuridad porque arde al combinarse lentamente con el oxígeno del aire).
• Azufre (S) del latín sulphurium.
• Cloro (Cl) del griego chloros (amarillo verdoso).
• Argón (Ar) del griego argos, ‘inactivo’ (debido a que los gases nobles son poco reactivos).
• Potasio (K): del inglés pot ashes (‘cenizas’), ya que las cenizas de algunas plantas son ricas en potasio. El símbolo K proviene del griego kalium.
• Calcio (Ca) del griego calx, ‘caliza’. La caliza está formada por Ca2CO3.
• Escandio (Sc) de Scandia (Escandinavia).
• Titanio (Ti): de los Titanes, los primeros hijos de la Tierra según la mitología griega.
• Vanadio (V): de diosa escandinava Vanadis.
• Cromo (Cr): del griego chroma, ‘color’.
• Manganeso (Mn): de magnes, magnético.
• Hierro (Fe): del latín ferrum.
• Cobalto (Co): según una versión, proviene del griego kobalos, ‘mina’. Otra versión dice que proviene del nombre de un espíritu maligno de la mitología alemana.
• Níquel (Ni): proviene del término sueco koppar nickel y del alemán kupfer nickel, ‘cobre del demonio Nick’ o cobre falso (metal que aparece en las minas de cobre, pero no es cobre).
• Cobre (Cu): de cuprum, nombre de la isla de Chipre.
• Zinc (Zn): del alemán zink, que significa origen oscuro.
• Galio (Ga): de Gallia (nombre romano de Francia).
• Germanio (Ge): de Germania (nombre romano de Alemania).
• Arsénico (As): arsenikon, oropimente (auripigmentum) amarillo.
• Selenio (Se):de Selene (nombre griego de la Luna).
• Bromo (Br): del griego bromos, ‘hedor’.
• Kriptón (Kr): del griego kryptos, ‘oculto, secreto’.
• Rubidio (Rb): del latín rubidius, rojo muy intenso (a la llama).
• Estroncio (Sr): de Strontian, ciudad de Escocia.
• Itrio (Y): de Ytterby, pueblo de Suecia.
• Circonio o Zirconio (Zr): del árabe zargun, ‘color dorado’.
• Niobio (Nb): de Níobe (hija de Tántalo).
• Molibdeno (Mo): de molybdos, ‘plomo’. (Al parecer, los primeros químicos lo confundieron con mena de plomo).
• Tecnecio (Tc): de technetos, ‘wikt:artificial’, porque fue uno de los primeros sintetizados.
• Rutenio (Ru): del latín Ruthenia (nombre romano de Rusia).
• Rodio (Rh): del griego rhodon, color rosado.
• Paladio (Pd): de la diosa griega de la sabiduría, Palas Atenea.
• Plata (Ag): del latín argéntum.
• Cadmio (Cd): del latín cadmia, nombre antiguo del carbonato de zinc. (Probablemente porque casi todo el cadmio industrial se obtiene como subproducto en el refinado de los minerales de zinc).
• Indio (In): debido al color índigo (añil) que se observa en su espectro.
• Estaño (Sn): del latín stannum.
• Telurio (Te): de tel-lus, ‘tierra’.
• Antimonio (Sb): del latín antimonium. El símbolo Sb, del latín stibium.
• Yodo (I): del griego iodes, violeta.
• Xenón (Xe): del griego xenon, ‘extranjero, extraño, raro’.
• Cesio (Cs): del latín caesius, color azul celeste.
• Bario (Ba): del griego barys, ‘pesado’.
• Lantano (La): del griego lanthanein, ‘yacer oculto’.
• Cerio (Ce): por el asteroide Ceres, descubierto dos años antes. El cerio metálico se encuentra principalmente en una aleación de hierro que se utiliza en las piedras de los encendedores.
• Praseodimio (Pr): de prasios, ‘verde’, y dídymos, ‘gemelo’.
• Neodimio (Nd): de neos-dýdimos, ‘nuevo gemelo (del lantano)’.
• Prometio (Pm): del dios griego Prometeo.
• Europio (Eu): de Europa.
• Gadolinio (Gd): del mineral gadolinita, del químico finlandés Gadolin.
• Terbio (Tb): de Ytterby, pueblo de Suecia.
• Disprosio (Dy): del griego dysprositos, de difícil acceso.
• Holmio (Ho): del latín Holmia (nombre romano de Estocolmo).
• Tulio (Tm): de Thule, nombre antiguo de Escandinavia.
• Lutecio (Lu): de Lutecia, antiguo nombre de París.
• Hafnio (Hf): de Hafnia, nombre latín de Copenhague.
• Tantalio (Ta): de Tántalo, un personaje de la mitología griega.
• Wolframio (W): del inglés wolfrahm; o Tungsteno, del sueco tung sten, ‘piedra pesada’.
• Renio (Re): del latín Rhenus (nombre romano del río Rin).
• Osmio (Os): del griego osme, olor (debido al fuerte olor del OsO4).
• Iridio (Ir): de arco iris.
• Platino (Pt): por su similitud a la plata (cuando en 1748 Antonio de Ulloa lo encontró en una expedición lo llamó "platina").
• Oro (Au): de aurum, aurora resplandeciente
• Mercurio (Hg): su nombre se debe al planeta del mismo nombre, pero su abreviatura es Hg porque Dioscórides lo llamaba «plata acuática» (en griego hydrárgyros, hydra: ‘agua’, gyros: ‘plata’).
• Talio (Tl): del griego thallos, tallo, vástago o retoño verde.
• Plomo (Pb): del latín plumbum.
• Bismuto (Bi): del alemán weisse masse, masa blanca.
• Polonio (Po): de Polonia, en honor al país de origen de Marie Curie, codescubridora del elemento, junto con su marido Pierre.
• Astato (At): del griego astatos, inestable.
• Radón (Rn): del inglés radium emanation (‘emanación radiactiva’).
• Francio (Fr): de Francia.
• Radio (Ra): del latín radius, ‘rayo’.
• Actinio (Ac): del griego aktinos, ‘destello o rayo’.
• Torio (Th): de Thor, dios de la guerra escandinavo.
• Protactinio (Pa): del griego protos (primer) y actinium.
• Uranio (U): del planeta Urano.
• Neptunio (Np): del planeta Neptuno.
• Plutonio (Pu): del planetoide Plutón.
• Americio (Am): de América.
• Curio (Cm): en honor de Pierre y Marie Curie.
• Berkelio (Bk): de Berkeley, donde se encuentra una importante universidad californiana.
• Californio (Cf): del estado estadounidense de California.
• Einstenio (Es): en honor de Albert Einstein.
• Fermio (Fm): en honor de Enrico Fermi.
• Mendelevio (Md): en honor al químico ruso Dmitri Ivánovich Mendeléiev, precursor de la actual tabla periódica.
• Nobelio (No): en honor de Alfred Nobel.
• Lawrencio (Lr): en honor de E. O. Lawrence.
• Rutherfordio (Rf):en honor a Ernest Rutherford, científico colaborador del modelo atómico y física nuclear.
• Dubnio (Db): en honor al Joint Institute for Nuclear Research, un centro de investigación ruso localizado en Dubna.
• Seaborgio (Sg): en honor a Glenn T. Seaborg.
• Bohrio (Bh): en honor a Niels Bohr.
• Hassio (Hs): se debe al estado alemán de Hesse en el que se encuentra el grupo de investigación alemán Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI).
• Meitnerio (Mt): en honor a Lise Meitner, matemática y física de origen austríaco y sueco.
• Darmstadtio (Ds): en honor al lugar donde fue descubierto, Darmstadt, en donde se localiza el GSI.
• Roentgenio (Rg): en honor a Wilhelm Conrad Roentgen, descubridor de los rayos X.
• Copernicio (Cn): en honor a Nicolás Copérnico, astrónomo polaco formulador de la teoría heliocéntrica.

A partir del número atómico 112, se nombra a los elementos con la nomenclatura temporal de la IUPAC, en la que a cada elemento le corresponde como nombre su número en latín.

Relación entre los elementos y la tabla periódica

La relación que tienen los elementos con la tabla periódica es que la tabla periódica contiene los elementos químicos en una forma de ordenada de acuerdo a su peso atómico, estableciendo más de 118 elementos conocidos. Algunos se han encontrado en la naturaleza, formando parte de sustancias simples o compuestos químicos. Otros han sido creados artificialmente en los aceleradores de partículas o en reactores atómicos. Estos últimos son inestables y sólo existen durante milésimas de segundo.

Conceptos básicos

• Elementos: sustancia que no puede ser descompuesta, mediante una reacción química, en otras más simples
• Tabla periódica de los elementos: Es la organización que, atendiendo a diversos criterios, distribuye los distintos elementos químicos conforme a ciertas características.

El descubrimiento de los elementos

Metales, no metales y metaloides

La primera clasificación de elementos conocida fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales de transición. Aunque muy práctico y todavía funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas.

Metales

La mayor parte de los elementos metálicos exhibe el lustre brillante que asociamos a los metales. Los metales conducen el calor y la electricidad, son maleables (se pueden golpear para formar láminas delgadas) y dúctiles (se pueden estirar para formar alambres). Todos son sólidos a temperatura ambiente con excepción del mercurio (punto de fusión =-39 °C), que es un líquido. Dos metales se funden ligeramente arriba de la temperatura ambiente: el cesio a 28.4 °C y el galio a 29.8 °C. En el otro extremo, muchos metales se funden a temperaturas muy altas. Por ejemplo, el cromo se funde a 1900 °C.

Los metales tienden a tener energías de ionización bajas y por tanto se oxidan (pierden electrones) cuando sufren reacciones químicas. Los metales comunes tienen una relativa facilidad de oxidación. Muchos metales se oxidan con diversas sustancias comunes, incluidos O₂ y los ácidos.

Se utilizan con fines estructurales, fabricación de recipientes, conducción del calor y la electricidad. Muchos de los iones metálicos cumplen funciones biológicas importantes: hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, cobre, manganeso, cinc, cobalto, molibdeno, cromo, estaño, vanadio, níquel,....

No metales

Los no metales varían mucho en su apariencia, no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad. Sus puntos de fusión son más bajos que los de los metales (aunque el diamante, una forma de carbono, se funde a 700 °C en condiciones normales de presión y temperatura). Varios no metales existen en condiciones ordinarias como moléculas diatómicas. En esta lista están incluidos cinco gases (H₂, N₂, O₂, F₂ y Cl₂), un líquido (Br₂) y un sólido volátil (I₂). El resto de los no metales son sólidos que pueden ser duros como el diamante o blandos como el azufre. Al contrario de los metales, son muy frágiles y no pueden estirarse en hilos ni en láminas. Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases (como el oxígeno), líquidos (bromo) y sólidos (como el carbono). No tienen brillo metálico y no reflejan la luz. Muchos no metales se encuentran en todos los seres vivos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre en cantidades importantes. Otros son oligoelementos: flúor, silicio, arsénico, yodo, cloro.

Comparación de los metales y no metales

Metales

• Tienen un lustre brillante; diversos colores, pero casi todos son plateados.
• Los sólidos son maleables y dúctiles
• Buenos conductores del calor y la electricidad
• Casi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.
• Tienden a formar cationes en solución acuosa.
• Las capas externas contienen pocos electrones habitualmente tres o menos.
• Es preciso advertir que estos caracteres aunque muy generales tienen algunas excepciones como por ejemplo , el manganeso que siendo metal forma ácidos

No Metales

• No tienen lustre; diversos colores.
• Los sólidos suelen ser quebradizos; algunos duros y otros blandos.
• Malos conductores del calor y la electricidad
• La mayor parte de los óxidos no metálicos son sustancias moleculares que forman soluciones ácidas
• Tienden a formar aniones u oxianiones en solución acuosa.
• Las capas externas contienen cuatro o más electrones*. Excepto hidrógeno y helio

Localización en la tabla periódica

Metales

Corresponde a los elementos situados a la izquierda y centro de la Tabla Periódica (Grupos 1 (excepto hidrógeno) al 12, y en los siguientes se sigue una línea quebrada que, aproximadamente, pasa por encima de Aluminio (Grupo 13), Germanio (Grupo 14), Antimonio (Grupo 15) y Polonio (Grupo 16) de forma que al descender aumenta en estos grupos el carácter metálico).

No Metales

Los no metales son los elementos situados a la derecha en la Tabla Periódica por encima de la línea quebrada de los grupos 14 a 17 y son tan solo 25 elementos. (Incluyendo el Hidrógeno). Colocados en orden creciente de número atómico, los elementos pueden agruparse, por el parecido de sus propiedades, en 18 familias o grupos (columnas verticales). Desde el punto de vista electrónico, los elementos de una familia poseen la misma configuración electrónica en la última capa, aunque difieren en el número de capas (periodos). Los grupos o familias son 18 y se corresponden con las columnas de la Tabla Periódica.

Elementos químicos y número atómico

Un elemento químico es una sustancia pura formada por átomos que tienen el mismo número atómico, es decir, el mismo número de protones. Cada elemento se distingue de los demás por sus propiedades características. Se denomina número atómico al número de protones que tiene el núcleo de un átomo. Este número es igual al número de electrones que el átomo neutro posee alrededor del núcleo.

Véase también

• Abundancia de los elementos químicos

Referencias

• WebElements.com (los pesos atómicos de los elementos 110 a 116 fueron extraídos de esta fuente).

Enlaces externos

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