2.2.5 Número de oxidación.

Carga eléctrica formal que se asigna a un átomo en un compuesto.

El número de oxidación presupone que hay enlaces iónicos entre átomos unidos por enlace covalente. Su variación en una reacción química indica la existencia de un proceso de oxidación-reducción.

Se puede definir como el número de cargas que habría que asignar a cada uno de los átomos de los distintos elementos que forman un compuesto, si todos ellos pasaran al estado de iones. Así, el número de oxidación de cualquier elemento en estado natural Página 67(atómico o molecular) es cero, y el de un ion es igual a su carga. En los compuestos covalentes, los pares de electrones se asignan al átomo más electronegativo de los dos que los comparten, y así ambos se consideran iones, quedando con número de oxidación negativo el átomo más electronegativo y con número de oxidación positivo el menos electronegativo.

2.2.6 Electronegatividad.

La electronegatividad de un elemento es la capacidad que tiene un átomo de dicho elemento para atraer hacia sí los electrones, cuando forma parte de un compuesto. Si un átomo tiene una gran tendencia a atraer electrones se dice que es muy electronegativo (como los elementos próximos al flúor) y si su tendencia es a perder esos electrones se dice que es muy electropositivo (como los elementos alcalinos). La electronegatividad tiene numerosas aplicaciones tanto en las energías de enlaces, como en las predicciones de la polaridad de los enlaces y las moléculas y, también, en la racionalización de los tipos de reacciones que pueden experimentar las especies químicas.

Tendencia que presenta un átomo a atraer electrones de otro cuando forma parte de un compuesto. Si un átomo atrae fuertemente electrones, se dice que es altamente electronegativo, por el contrario, si no atrae fuertemente electrones el átomo es poco electronegativo.

En la tabla periódica la electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en un período y de abajo hacia arriba en un grupo.

2.3 Aplicación: Impacto económico o ambiental de algunos elementos.

2.3.1 Abundancia de los elementos en la naturaleza.

El número de elementos que existen en la naturaleza es de 92 pero pueden añadirse algunos elementos obtenidos artificialmente, que hacen un total de 118, de los cuales los Página 68metales representan un 75% y el resto no metales, pero que tienen una gran importancia económica.

Los elementos metálicos más comunes son los siguientes: aluminio, bario, berilio,

bismuto, cadmio, calcio, cerio, cromo, cobalto, cobre, oro, iridio, hierro, plomo, litio, magnesio, manganeso, mercurio, molibdeno, níquel, osmio, paladio, platino, potasio, radio, rodio, plata, sodio, tantalio, talio, torio, estaño, titanio, volframio, uranio, vanadio y cinc.

La mayor parte de los elementos son sólidos a temperatura ambiente, dos de ellos (mercurio y bromo) son líquidos y el resto son gases. Pocos elementos se encuentran en la naturaleza en estado libre (no combinados), entre ellos el

oxígeno, nitrógeno; los gases nobles (helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón); azufre, cobre plata y oro. Los más de los elementos se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos formando compuestos.

La distribución de los elementos químicos en las principales zonas de la Tierra (corteza, manto, núcleo) depende de la historia remota y de la evolución subsecuente tanto de la Tierra como del sistema solar. Dado que estos eventos ocurrieron hace largo tiempo y nohay evidencia directa de lo que en realidad sucedió, hay mucha especulación en la explicación actual de la distribución de los elementos en las principales zonas de la Tierra.

2.3.2 Elementos de importancia económica.

Combustibles y carburantes.

Los combustibles son cuerpos capaces de combinarse con él oxigeno con desprendimiento de calor. Los productos de la combustión son generalmente gaseosos.

Por razones prácticas, la combustión no debe ser ni muy rápida ni demasiado lenta.

Combustibles sólidos.

Carbones naturales:

Los carbones naturales proceden de la transformación lenta, fuera del contacto con el aire, de grandes masas vegetales acumuladas en ciertas regiones durante las épocas geológicas. El proceso de carbonización, en unos casos, muy antiguo, además de que influyen otros factores, como las condiciones del medio ambiente y el tipo de vegetal original.

Madera:

La madera se utiliza sobre todo en la calefacción doméstica. En los hogares industriales, salvo en los países en que es muy abundante, no suele emplearse.

Combustibles líquidos.

Petróleo:

El petróleo bruto, líquido de aspecto muy variable, es una mezcla extremadamente compleja de numerosos hidrocarburos, con pequeñas cantidades de otras sustancias.

Según su origen, predominan los hidrocarburos saturados o los hidrocarburos cíclicos; pero en todos los petróleos los dos tipos de hidrocarburos existen en proporciones muy variables.

Combustibles gaseosos.

Gas natural:

En el interior de la corteza terrestre existen bolsas que contienen cantidades importantes de gases combustibles cuyo origen es probablemente análogo al de los petróleos. La presión de estos gases suele ser elevada, lo cual permite su distribución económica a regiones extensas.

Butano y Propano:

Se extraen del petróleo bruto, en el que se encuentran disueltos. También se originan en las diversas operaciones del tratamiento de los petróleos. Son fácilmente licuables a una presión baja y pueden

transportarse en estado líquido en recipientes metálicos ligeros.

Hidrógeno:

El hidrógeno puro, generalmente producido por electrólisis del agua, no se utiliza como combustible más que en soldadura autógena y en la fabricación de piedras preciosas sintéticas. En este caso es irreemplazable: como no contiene carbono, no existe el peligro de que altere la transparencia de las piedras.

Acetileno:

Se obtiene por acción del agua sobre el carburo de calcio. Da una llama muy caliente y muy brillante. Se emplea en soldadura y para el alumbrado; pero estas son aplicaciones accesorias: el acetileno es, sobre todo, un intermediario importante en numerosas síntesis químicas industriales.

2.3.3 Elementos contaminantes

PLOMO:

El plomo se encuentra en la naturaleza en forma de carbonato, y de sulfato, casi todo el plomo del comercio se obtiene del sulfuro que constituye el mineral galena. Se trata de un metal color gris, pesado, blando y poco resistente a la tracción. Recién cortado presenta una superficie brillante que expuesta al aire, se empaña rápidamente por oxidación; la capa opaca de óxido lo protege de un ulterior ataque.

ARSÉNICO:

El arsénico se encuentra libre en la naturaleza, y también combinado en diversos minerales: rejalgar, rojo, oropimente, amarillo, mispiquel o pirita arsenical, cobaltina y arseniosita.

El trióxido de arsénico se obtiene tostando minerales de arsénico; él oxida sublima y se recoge como polvo blanco en la chimenea.

El arsénico es un sólido quebradizo, cristalino, de color gris de acero. Sublima fácilmente, formando vapores amarillos tóxicos de olor alació.

El arsénico existe en tres formas alotrópicas: gris cristalinas, amarilla cristalinas y negra amorfa.

ESTAÑO:

Se halla en la naturaleza en una proporción ponderal algo superior al 0,003% y suele presentarse combinado, especialmente bajo la forma de óxido o casiterita, muy abundante en Bolivia, Indonesia, y Malacia.

MERCURIO:

Se encuentra nativo en la naturaleza en algunos casos, pero su mineral más abundante es el cinabrio. Solo representa 0,5 ppm de la corteza terrestre.

Es el único metal que, a las temperaturas ordinarias, adopta el estado líquido. No se oxida en el aire a temperaturas ordinarias, pero se combina lentamente con el oxigeno cuando se mantiene en la atmósfera cerca de su punto de ebullición. Por su inactividad general y su reducida presión de vapor, se emplean bombas de vacío, y en el laboratorio, para confinar gases.

CADMIO:

Como es más volátil que el cinc, el cadmio contenido en las menas de cinc se encuentra en la primera porción del metal que se obtiene; se separa del cinc por destilación fraccionada. También se separa y recupera en la afinación electrolítica del cinc. Si el voltaje se regula convenientemente únicamente se deposita cinc puro; el cadmio queda en el barro anódico del cual se recupera por destilación.

ZINC

Es un metal blanco brillante con lustre gris azulado, soluble en ácidos y álcalis e insoluble en agua. Constituye el 0,013% de la corteza terrestre. No se encuentra nativo, aunque en pequeña proporción se halla frecuentemente en la composición de diferentes rocas.