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Math 7 · Ciencias
La materia · Elementos y compuestos

La tabla periódica

Un anillo de oro puro en una joyería y un vaso de agua destilada en el laboratorio de tu escuela son ambos sustancias puras. Pero si pudieras ver sus partículas con una lupa mágica, verías algo muy distinto: en el oro todos los átomos son iguales; en el agua, cada partícula está hecha de dos tipos de átomos pegados entre sí.

Elementos y compuestos

Si haces pasar corriente eléctrica por agua líquida, obtienes dos gases distintos (hidrógeno y oxígeno), pero por mucho calor o electricidad que apliques al gas oxígeno puro jamás obtendrás una sustancia más sencilla: ¿por qué unas sustancias puras se pueden descomponer en otras y algunas ya no?

Comparación a escala microscópica: un elemento, con todos los átomos iguales, y un compuesto, con átomos de distintos elementos unidos entre sí. elemento: un solo tipo de átomo compuesto: dos o más tipos de átomo

Una molécula (molecule) es un grupo de átomos unidos entre sí. Una fórmula química (chemical formula) usa símbolos y subíndices para indicar qué átomos la forman. Algunas moléculas son de un elemento ($\text{O}_2$) y otras son de un compuesto ($\text{H}_2\text{O}$, $\text{CO}_2$). Otros compuestos, como la sal de cocina ($\text{NaCl}$), no forman moléculas sueltas, pero también tienen átomos de elementos distintos en proporción fija.

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En una joyería trabajan con oro puro y en el laboratorio tenemos agua destilada pura. Sin embargo, el oro es un elemento y el agua es un compuesto. La figura muestra sus…

En una joyería trabajan con oro puro y en el laboratorio tenemos agua destilada pura. Sin embargo, el oro es un elemento y el agua es un compuesto. La figura muestra sus modelos de partículas.

Au Au Au Au Au Au Au Au oro (Au) O O O agua (H₂O)

Explica con tus palabras qué diferencia hay entre un elemento y un compuesto.

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Clasifica estas sustancias en elemento o compuesto: $\text{O}2$ (oxígeno del aire), $\text{H}2\text{O}$ (agua), $\text{Fe}$ (hierro de un clavo), $\text{NaCl}$ (sal de…

Clasifica estas sustancias en elemento o compuesto: $\text{O}_2$ (oxígeno del aire), $\text{H}_2\text{O}$ (agua), $\text{Fe}$ (hierro de un clavo), $\text{NaCl}$ (sal de cocina) y $\text{CO}_2$ (gas de los refrescos).

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El agua es una sustancia pura, igual que el oxígeno, y sin embargo solo el oxígeno es un elemento. El montaje del apartado b) es el de la figura. a) Razona por qué el…

El agua es una sustancia pura, igual que el oxígeno, y sin embargo solo el oxígeno es un elemento.

El montaje del apartado b) es el de la figura.

corriente eléctrica agua gas ? gas ?
  1. a) Razona por qué el agua no puede ser un elemento pensando en los tipos de átomos que la forman.
  2. b) Al hacer pasar corriente eléctrica por el agua, esta se descompone. ¿Qué dos elementos se obtienen? Explica qué demuestra este experimento sobre la naturaleza del agua.
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Símbolos químicos

Escribir «hierro» o «iron» cada vez que quieres nombrar un elemento sería muy lento, y además cada idioma usaría una palabra distinta. Por eso los químicos usan símbolos iguales en todo el mundo.

Comparación entre un átomo de cobalto (Co), un elemento, y una molécula de monóxido de carbono (CO), formada por un átomo de carbono y uno de oxígeno unidos. Co C O Co cobalto (elemento) CO monóxido de carbono (compuesto)
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Escribe el símbolo químico de estos elementos: hidrógeno, oxígeno, carbono, nitrógeno y calcio.

Escribe el símbolo químico de estos elementos: hidrógeno, oxígeno, carbono, nitrógeno y calcio.

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¿Qué elemento representa cada uno de estos símbolos? $\text{He}$, $\text{Li}$, $\text{Mg}$, $\text{P}$ y $\text{S}$.

¿Qué elemento representa cada uno de estos símbolos? $\text{He}$, $\text{Li}$, $\text{Mg}$, $\text{P}$ y $\text{S}$.

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El cobalto se escribe $\text{Co}$ y el monóxido de carbono se escribe $\text{CO}$. Aunque usan las mismas letras, uno es un elemento y la otra es una sustancia…

El cobalto se escribe $\text{Co}$ y el monóxido de carbono se escribe $\text{CO}$. Aunque usan las mismas letras, uno es un elemento y la otra es una sustancia compuesta. Explica la regla para escribir los símbolos químicos y por qué hay que respetar las mayúsculas y las minúsculas.

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Símbolos que vienen del latín

El símbolo del sodio es $\text{Na}$ y el del oro es $\text{Au}$. ¿De dónde salen, si no se parecen a sodium ni a gold? Muchos símbolos vienen del nombre en latín, la lengua que usaban los científicos de la antigüedad y de la Edad Media. Así, todos los países pueden usar el mismo símbolo aunque el nombre cambie de idioma.

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Algunos símbolos no se parecen al nombre del elemento: el hierro es $\text{Fe}$, el oro $\text{Au}$, la plata $\text{Ag}$ y el sodio $\text{Na}$. a) ¿De qué idioma…

Algunos símbolos no se parecen al nombre del elemento: el hierro es $\text{Fe}$, el oro $\text{Au}$, la plata $\text{Ag}$ y el sodio $\text{Na}$.

  1. a) ¿De qué idioma antiguo vienen estos símbolos?
  2. b) Relaciona cada símbolo con su nombre original: ferrum, aurum, argentum y natrium.
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Cómo leer una fórmula química

Una fórmula te dice qué átomos tiene una sustancia y cuántos de cada tipo. Con la tabla periódica, puedes saber qué elementos son. Fíjate en tres reglas: la letra o letras (símbolo) nombran el elemento; el subíndice pequeño de la derecha dice cuántos átomos de ese elemento hay (si no hay subíndice, es 1); y si hay paréntesis con subíndice, ese número multiplica todo lo que está dentro.

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La glucosa tiene fórmula $\text{C}6\text{H}{12}\text{O}6$ y el ozono tiene fórmula $\text{O}3$. a) ¿Cuál de las dos es un elemento y cuál un compuesto? b) Justifica tu…

La glucosa tiene fórmula $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$ y el ozono tiene fórmula $\text{O}_3$.

  1. a) ¿Cuál de las dos es un elemento y cuál un compuesto?
  2. b) Justifica tu respuesta contando los tipos de átomos que forman cada fórmula.
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Cómo está organizada la tabla: grupos y periodos

La tabla periódica no coloca los elementos al azar: los ordena según su número atómico $Z$, y los agrupa de forma que los que se comportan parecido queden juntos.

Toca distintos elementos en la tabla del interactivo y observa cómo cambian el grupo y el periodo. Fíjate en que el hidrógeno (H) y el helio (He) quedan en el mismo periodo, pero en grupos muy distintos.

Cada casilla de la tabla muestra el número atómico $Z$, el símbolo y el nombre del elemento (y normalmente su masa atómica). Por ejemplo, el magnesio ($\text{Mg}$) tiene $Z = 12$ y está en el periodo 3 y el grupo 2.

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En la tabla periódica los elementos no están colocados al azar. ¿Cómo se llaman las columnas? ¿Y las filas? ¿Qué tienen en común los elementos que están en una misma…

En la tabla periódica los elementos no están colocados al azar. ¿Cómo se llaman las columnas? ¿Y las filas? ¿Qué tienen en común los elementos que están en una misma columna?

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Busca el magnesio ($\text{Mg}$) en la tabla periódica. La figura muestra cómo es la casilla de un elemento. a) ¿Cuál es su número atómico? b) ¿En qué periodo (fila) y en…

Busca el magnesio ($\text{Mg}$) en la tabla periódica. La figura muestra cómo es la casilla de un elemento.

Z símbolo nombre masa atómica número atómico símbolo del elemento nombre y masa atómica
  1. a) ¿Cuál es su número atómico?
  2. b) ¿En qué periodo (fila) y en qué grupo (columna) está colocado?
  3. c) Nombra otro elemento de su mismo grupo y di qué tendrán en común los dos.
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En el periodo $2$ de la tabla periódica están, en este orden: $\text{Li}$, $\text{Be}$, $\text{B}$, $\text{C}$, $\text{N}$, $\text{O}$, $\text{F}$ y $\text{Ne}$. a)…

En el periodo $2$ de la tabla periódica están, en este orden: $\text{Li}$, $\text{Be}$, $\text{B}$, $\text{C}$, $\text{N}$, $\text{O}$, $\text{F}$ y $\text{Ne}$.

  1. a) Clasifica estos ocho elementos en metales, metaloides y no metales.
  2. b) Describe la tendencia que se observa: ¿cómo cambia el carácter metálico al avanzar de izquierda a derecha en una fila de la tabla?
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Metales, no metales y metaloides

Si golpeas con un martillo un clavo de hierro se deforma sin romperse, mientras que un trozo de carbón se pulveriza al instante y una lámina de silicio se fractura como el cristal: ¿a qué se deben diferencias tan radicales entre elementos sólidos a temperatura ambiente?

Tabla periódica simplificada con los elementos coloreados según sean metales, no metales o metaloides; los metaloides forman una escalera diagonal entre ambos grupos. Metales No metales Metaloides C Si S Fe Fe hierro · C carbono · Si silicio · S azufre
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Los sartenes, los cables eléctricos y las tuberías suelen ser de metales como el aluminio o el cobre. Nombra tres propiedades típicas de los metales y relaciónalas con…

Los sartenes, los cables eléctricos y las tuberías suelen ser de metales como el aluminio o el cobre. Nombra tres propiedades típicas de los metales y relaciónalas con estos usos.

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Un elemento A es un sólido brillante que conduce muy bien la corriente eléctrica. Un elemento B es un gas amarillento que no la conduce. a) ¿Cuál de los dos es un metal…

Un elemento A es un sólido brillante que conduce muy bien la corriente eléctrica. Un elemento B es un gas amarillento que no la conduce.

  1. a) ¿Cuál de los dos es un metal y cuál un no metal? Justifícalo.
  2. b) Pon un posible ejemplo de elemento para cada caso y un uso cotidiano.
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Los paneles solares y los procesadores de las computadoras llevan silicio. a) ¿Qué es un metaloide? b) Explica por qué el silicio, por su comportamiento intermedio entre…

Los paneles solares y los procesadores de las computadoras llevan silicio.

  1. a) ¿Qué es un metaloide?
  2. b) Explica por qué el silicio, por su comportamiento intermedio entre metales y no metales, sirve para fabricar chips.
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Familias importantes

Algunos grupos tienen nombre propio porque sus elementos comparten un comportamiento muy característico.

Dos columnas de la tabla periódica: los alcalinos (grupo 1: Li, Na, K) a la izquierda y los gases nobles (grupo 18: He, Ne, Ar) a la derecha. grupo 1 Li Na K alcalinos metales muy reactivos grupo 18 He Ne Ar gases nobles apenas reaccionan resto de la tabla

Los gases nobles se usan justo porque no reaccionan: el helio llena los globos de las fiestas, el neón brilla en los letreros luminosos y el argón protege el filamento de algunas bombillas.

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El helio, el neón y el argón forman la familia de los gases nobles. ¿Qué propiedad química comparten todos ellos? ¿Por qué crees que se les llama «nobles»?

El helio, el neón y el argón forman la familia de los gases nobles. ¿Qué propiedad química comparten todos ellos? ¿Por qué crees que se les llama «nobles»?

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En los fuegos artificiales, las sales de litio dan chispas rojas, las de sodio amarillas y las de potasio lilas. Estos tres elementos están en la primera columna de la…

En los fuegos artificiales, las sales de litio dan chispas rojas, las de sodio amarillas y las de potasio lilas. Estos tres elementos están en la primera columna de la tabla periódica. La figura muestra la columna de la tabla donde están colocados.

H Li Na K primera columna de la tabla
  1. a) ¿Cómo se llama la familia a la que pertenecen?
  2. b) Nombra una propiedad que comparten estos metales.
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Un elemento desconocido es un gas incoloro que no reacciona con ninguna otra sustancia y está colocado en la última columna de la tabla periódica. a) ¿A qué familia…

Un elemento desconocido es un gas incoloro que no reacciona con ninguna otra sustancia y está colocado en la última columna de la tabla periódica.

  1. a) ¿A qué familia pertenece?
  2. b) Nombra dos elementos que podrían ser.
  3. c) Menciona un uso cotidiano de uno de ellos y relaciónalo con sus propiedades.
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Halógenos y el caso del hidrógeno

En el grupo 17 están el flúor ($\text{F}$), el cloro ($\text{Cl}$), el bromo ($\text{Br}$) y el yodo ($\text{I}$). Son los halógenos (halogens): no metales muy reactivos que se combinan con los metales para formar sales. El cloro desinfecta el agua de las piscinas y el fluoruro de la pasta de dientes protege el esmalte.

El hidrógeno es un caso especial. Se coloca en la columna del grupo 1, pero es un no metal, un gas, y no es un metal alcalino. Tampoco es un gas noble: es muy reactivo y arde con facilidad. El helio sí es un gas noble (grupo 18).

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El cloro que desinfecta el agua de las piscinas y el flúor de algunas pastas de dientes están en la misma columna de la tabla, el grupo $17$. a) ¿Cómo se llama esta…

El cloro que desinfecta el agua de las piscinas y el flúor de algunas pastas de dientes están en la misma columna de la tabla, el grupo $17$.

  1. a) ¿Cómo se llama esta familia?
  2. b) Nombra una propiedad que comparten sus elementos.
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El dirigible Hindenburg, en $1937$, se llenaba de hidrógeno para volar y ardió en pocos segundos. Hoy los globos sonda se llenan de helio. a) ¿A qué familia de la tabla…

El dirigible Hindenburg, en $1937$, se llenaba de hidrógeno para volar y ardió en pocos segundos. Hoy los globos sonda se llenan de helio.

  1. a) ¿A qué familia de la tabla pertenece el hidrógeno, a los gases nobles o a otra distinta? ¿Y el helio?
  2. b) Usando las familias de la tabla, explica por qué el helio es mucho más seguro que el hidrógeno para este uso, aunque sea más caro.
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Tendencias dentro de un grupo

Los elementos de un grupo se parecen, pero no son idénticos: sus propiedades cambian de forma regular al bajar por la columna. En los metales alcalinos, cuanto más abajo está el elemento, más reactivo es. Todos son metales blandos (se cortan con un cuchillo) que reaccionan con el agua; el litio lo hace con suavidad y el potasio con mucha más fuerza. ¿Por qué? Al bajar, los átomos son más grandes y pierden su electrón exterior con más facilidad, así que reaccionan más.

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El francio ($\text{Fr}$) está en la primera columna de la tabla periódica, debajo del litio, el sodio y el potasio. Sin saber nada más de él, predice: a) ¿Será un metal…

El francio ($\text{Fr}$) está en la primera columna de la tabla periódica, debajo del litio, el sodio y el potasio. Sin saber nada más de él, predice:

  1. a) ¿Será un metal o un no metal?
  2. b) ¿Reaccionará fácilmente con el agua?
  3. c) ¿Será un metal blando o duro?

Justifica cada predicción usando la posición del francio en la tabla.

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En el laboratorio, al echar un trocito de litio en agua burbujea suavemente; el sodio se mueve rápido sobre la superficie del agua y el potasio llega a producir chispas.…

En el laboratorio, al echar un trocito de litio en agua burbujea suavemente; el sodio se mueve rápido sobre la superficie del agua y el potasio llega a producir chispas. Los tres están en la misma columna de la tabla, uno debajo de otro.

  1. a) ¿Qué patrón sigue la reactividad de estos metales al bajar en el grupo?
  2. b) El rubidio está debajo del potasio. Predice qué ocurrirá al echarlo en agua y justifícalo.
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Vuelve al principio: El anillo de oro es un elemento porque solo contiene átomos idénticos de oro ($\text{Au}$), mientras que el agua es un compuesto ($\text{H}_2\text{O}$) porque reúne átomos de dos elementos distintos enlazados siempre en la misma proporción.

Resumen

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