Los elementos químicos

INTRODUCCION

Los elementos químicos se clasifican en Orgánicos e Inorgánicos, ambos grupos de elementos son de igual importancia para la naturaleza y la economía, pero como todo lo existente, un exceso de estos pueden causar daño al medio en el que se encuentran, en el presente trabajo se analizaran el impacto económico y ambiental que tienen los elementos y compuestos químicos inorgánicos, ya que en la última década se ha incrementado su uso en productos que usamos o consumimos en la vida cotidiana.

ELEMENTOS QUIMICO

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 desplegar 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 número másico distinto, pertenecen al mismo elemento pero en lo que se conoce como uno de sus isótopos. También es importante diferenciar entre un «elementos químicos» de una sustancia simple. Los elementos se encuentran en la tabla periódica de los elementos.

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 y otros obtenidos de manera artificial, 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.

ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA NATURALEZA

La abundancia de un elemento químico indica en términos relativos cuán común es un elemento, o cuanto existe de dicho elemento comparado con otros elementos químicos. Se puede medir o expresar la abundancia de varias formas, por ejemplo mediante la fracción de masa (igual a la fracción de peso), o fracción molar(fracción de átomos, o a veces fracción de moléculas, en el caso de gases), o en función de la fracción volumétrica. La medida de la fracción volumétrica es una medida de abundancia usual en mezclas de gases tales como atmósferas, que es muy similar a la fracción molar molecular para mezclas de gases ideales (es decir mezclas de gases a densidades y presiones relativamente reducidas).

Por ejemplo, la abundancia expresada como fracción de masa del oxígeno en el agua es aproximadamente 89%, porque esa es la fracción de la masa del agua que es oxígeno. Sin embargo, la abundancia expresada como fracción molar del oxígeno en el agua es de solo el 33% porque solo 1 átomo de cada 3 en el agua es un átomo de oxígeno. En todo el universo, y en las atmósferas de planetas gigantes de gas tales como Júpiter, las abundancia como fracción de masa de hidrógeno y helio son aproximadamente del 74% y 23-25% respectivamente, mientras que las fracciones molares (atómicas) de estos elementos son del 92% y 8%. Sin embargo, dado que el hidrógeno es diatómico mientras que el helio no lo es en las condiciones existentes en la atmósfera exterior de Júpiter, la fracción molar/molecular (fracción de todas las moléculas de gas, o fracción de la atmósfera expresada como volumen) del hidrógeno en la atmósfera exterior de Júpiter es aproximadamente 86%, y del 13% para el caso del helio.

ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA CORTEZA TERRESTRE

Abundancia (fracción de átomos) de los elementos químicos en la corteza continental superior de la Tierra en función del número atómico. Los elementos más raros en la corteza (mostrados en color amarillo) no son los más pesados, sino los elementos siderófilos (afines al hierro) según la clasificación de elementos de Goldschmidt. Estos han disminuido al reubicarse en las profundidades en el núcleo de la Tierra. La abundancia de materiales de meteoroides es más elevada en términos relativos. En forma adicional, el teluro y el selenio han sido consumidos en la corteza a causa de la formación de hídridos volátiles.

Muchos de los elementos que se muestran en la gráfica se clasifican según las siguientes categorías (que se solapan en forma parcial):

1. elementos que forman rocas (elementos principales en la zona verde y elementos secundarios en la zona verde claro);

2. elementos de las tierras raras (lantánidos, La-Lu, y Y; indicados en color azul

3. principales metales industriales (producción global >~3×107 kg/año; indicados en color rojo);

4. metales preciosos (indicados en color púrpura);

5. los nueve "metales" más escasos— los seis elementos del grupo del Platino más el Au, Re, y Te (un metaloide) — en la zona amarilla.

Es de notar que existen dos cortes en los cuales se encontrarían los elementos inestables tecnecio (número atómico: 43) y prometio (número atómico: 61). Estos son sumamente escasos, dado que en la Tierra son únicamente producidos mediante la fisión espontánea de elementos radioactivos muy pesados (por ejemplo, uranio,torio, o las trazas de plutonio que existen en el mineral de uranio), o mediante la interacción de otros elementos con rayos cósmicos. Utilizando técnicas de espectrometría ha sido posible identificar la presencia en las atmósferas de las estrellas de los primeros dos de estos elementos, allí los mismos son producidos mediante procesos de nucleosíntesis. También existen cortes en los cuales deberían encontrarse los seis gases nobles dado que los mismos se encuentran en la corteza terrestre como resultado de cadenas de decaimiento de elementos radioactivos y por lo tanto allí son elementos extremadamente raros. No se incluyen los seis, elementos altamente radioactivos muy raros (polonio, astato, francio, radio, actinio, y protactinio), dado que cualquiera de estos elementos que existió cuando se formó la Tierra ha decaído hace muchos eones, y su cantidad en la actualidad es ínfima.

El Oxígeno y el silicio son elementos sumamente comunes. Existe varias combinaciones de los mismos que dan lugar a formas comunes de minerales de silicatos.

ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA ATMOSFERA

El orden de los elementos expresado en función de la fracción de volumen (que es aproximadamente la fracción molecular molar) en la atmósfera es nitrógeno (78.1%), oxígeno (20.9%), argón (0.96%), y le siguen (en orden incierto) el carbono y el hidrógeno porque el vapor de agua y el dióxido de carbono, que contienen la mayoría de estos elementos en el aire, son componentes variables. El azufre, fósforo, y todos los otros elementos se encuentran en proporciones mucho menores.

ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN EL CUERPO HUMANO

En proporción de masa las células del cuerpo humano consisten en un 65 al 90% de agua (H2O), y una proporción muy importante está compuesto de moléculas orgánicas a base de carbono. Por lo tanto el oxígeno representa la mayor parte de la masa del cuerpo humano, seguido por el carbono. El 99% de la masa del cuerpo humano está formada por seis elementos: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio, y fósforo. El contenido de los elementos aluminio y silicio aunque muy abundantes sobre la Tierra es notoriamente bajo en el cuerpo humano.

ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN EL AGUA

El agua de mar es una disolución en agua (H2O) de muy diversas sustancias. Hasta los 2/3 de los elementos químicos naturales están presentes en el agua de mar, aunque la mayoría sólo como trazas. Seis componentes, todos ellos iones, dan cuenta de más del 99% de la composición de solutos.

[editar]Salinidad

El estudio de la composición se simplifica por el hecho de que las proporciones de los componentes son siempre aproximadamente las mismas, aunque la concentración conjunta de todos ellos es enormemente variable. Nos referimos a esa concentración total como salinidad, que suele expresarse en tanto por mil (‰). Gracias a la universalidad de su composición, la salinidad suele ser estimada a partir de la medición de un solo parámetro, como la conductividad eléctrica, el índice de refracción o la concentración de uno de sus componentes, generalmente el ion cloruro (Cl-).

La salinidad presenta variaciones cuando se comparan las cuencas, las distintas latitudes o las diferentes profundidades. Favorece una salinidad más elevada la evaporación más intensa propia de las latitudes tropicales, sobre todo en la superficie, y una menor salinidad la proximidad de la desembocadura de ríos caudalosos y las precipitaciones elevadas.

De todos los mares abiertos es el mar Rojo el que presenta mayor salinidad (40‰), bordeado como está de regiones áridas. El mar Báltico es el de salinidad menor (6‰ en las aguas superficiales del golfo de Botnia), por su pequeña profundidad, clima frío y amplitud de las cuencas que vierten sus aguas en él, lo que unido a su topografía casi cerrada, limita mucho los intercambios con el océano Mundial. La salinidad es muy variable en los lagos y mares cerrados que ocupan cuencas endorreicas, con sólo un 12‰ en el mar Caspio y hasta un 330‰ en las capas superficiales

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