LA QUÍMICA DE LA VIDA: PERSPECTIVA INORGÁNICA
2.8
tos con números de electrones crecientes en sus capas externas. El último de ellos es el neón, cuyo número atómico es 10 y tiene una capa externa
completa de ocho electrones. Luego, la tercera hilera
comienza con el sodio, cuyo número atómico es 11,
y termina con el gas noble argón, con número atómico 18.
Cada hilera horizontal de números atómicos
crecientes se denomina periodo. Las columnas, cuyos elementos son similares por el número de electrones que contienen en sus capas externas,
constituyen un grupo. Los gases nobles, dado que
son los últimos elementos de una serie de periodos,
forman un grupo; todos los elementos con un electrón en la capa externa forman otro grupo. En vista
de que las propiedades químicas de los elementos
se relacionan directamente con la configuración de
sus electrones externos, en general todos los elementos que forman un grupo tienen las mismas propiedades químicas. Este es el fundamento de la
periodicidad observada en las propiedades de todos
los elementos químicos.
Mencione cuatro tipos de interacción entre átomos
o moléculas.
Enlaces iónicos, enlaces covalentes, puentes de hidrógeno y fuerzas de van der Waals.
2.9
El calcio (Ca) tiene número atómico 20. Puesto
que tiende a formar enlaces iónicos con facilidad,
¿qué carga tendrá el calcio en su forma iónica?
¿Qué compuesto forma al combinarse con cloro
(Cl)?
El calcio posee dos electrones en su capa externa
(20 - 2 - 8 -8 = 2). Al perder esos dos electrones logra una configuración estable con ocho electrones
en su capa externa. Por tanto, en su forma ionizada
2+
tiene carga +2 y se denomina Ca . Puesto que el
cloro necesita un electrón para completar su capa
externa, dos átomos de este elemento pueden aceptar los dos electrones del calcio y formar el compuesto Iónico CaCI2 o cloruro de calcio.
2.10
El nitrógeno tiene número atómico 7 y forma enlaces covalentes consigo mismo, produciendo N 2 .
Explique la unión covalente del N-, en términos de
electrones.
2.12
¿Qué relación hay entre las reacciones químicas
que sufren los elementos y la posición que éstos
ocupan en la tabla periódica?
La tabla periódica, diseñada por Dimitri Mendeleev
en 1869, representa un ordenamiento de los elementos conforme a sus pesos cada vez mayores. En la
actualidad existen alrededor de 106 elementos, pero
en el siglo xix apenas se conocían 89 de ellos. Se
descubrió que las propiedades químicas de los elementos anotados en la lista exhiben una periodicidad
o regularidad repetitiva. Si los elementos se disponen
conforme a su número atómico creciente surge un
patrón, en el cual las hileras de átomos progresan de
un electrón en la capa externa a una capa externa
completa. La primera hilera empieza con el hidrógeno; el helio es el segundo y último elemento, ya que
éste se encuentra completo con dos electrones en su
capa K. Sin embargo, el litio, el elemento que posee
el número atómico 3, vuelve a tener un solo electrón
en su capa externa. Ai litio siguen otros seis elemen-
¿Cómo se describen las reacciones químicas?
Todas las reacciones químicas consisten en un reordenamiento de enlaces. Suelen representarse mediante una ecuación química, en la cual los reactivos
(moléculas que sufren cambio) se escriben a la izquierda y los productos por formar se anotan a
la derecha. Una flecha señala el sentido de la reacción, que va de los reactivos a los productos. Una
reacción ordinaria puede representarse como sigue:
A + B → C + D. Cada una de las moléculas (o átomos) que participan en la reacción se escribe como
una fórmula, es decir, una expresión abreviada de
los tipos y números de átomos de que se trate.
De este modo, si A fuera agua tendría que escribirse
como H2O, pues H es el símbolo del hidrógeno y O
el del oxígeno; la fórmula indica que dos átomos de
hidrógeno se unen de manera covalente al oxígeno
en cada molécula de agua.
Con un total de siete electrones, el nitrógeno tiene
cinco de ellos en su segunda capa y, por tanto, necesita otros tres para alcanzar una capa estable de
ocho. Mediante la formación de un triple enlace, en
el cual cada nitrógeno comparte de modo covalente
tres de sus electrones con el otro nitrógeno, ambos
átomos logran la estabilidad de sus capas externas.
2.11
19
2.13
¿Por qué los dos lados de una ecuación química
deben estar balanceados? Efectúe el balance de
la ecuación que representa la formación de agua
a partir de hidrógeno (H2) y oxígeno (02) elementales.*
Puesto que la ley de la conservación de la materia
nos dice que la materia ni se crea ni se destruye, todas las ecuaciones deben quedar balanceadas; es
decir, no se pueden destruir ni el número ni los tipos
de átomos que aparecen en un lado de la ecuación
y, por consiguiente, los mismos número y tipo deben
aparecer en el otro lado. Para representar la forma-
* Elementos como el hidrógeno y el oxigeno tienden a existir en la naturaleza en forma de moléculas integradas por dos o más átomos, no como
átomos Individuales.