Tabla Periódica de los Elementos

La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características; su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.

Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en sus propiedades químicas,¹ si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.² La estructura actual fue diseñada por Alfred Werner a partir de la versión de Mendeléyev. En 1952, el científico costarricense Gil Chaverri (1921-2005) presentó una nueva versión basada en la estructura electrónica de los elementos, la cual permite ubicar las series lantánidos y los actínidos en una secuencia lógica de acuerdo con su número atómico.³

Tabla periódica de los elementos⁴

Grupo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

I A

II A

III B

IV B

V B

VI B

VII B

VIII B

VIII B

VIII B

I B

II B

III A

IV A

V A

VI A

VII A

VIII A

Periodo

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

✶

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

◘

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Uut

114 Fl

115 Uup

116 Lv

117 Uus

118 Uuo

✶

Lantánidos

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

◘

Actínidos

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

Alcalinos	Alcalinotérreos	Lantánidos	Actínidos	Metales de transición
Metales del bloque p	Metaloides	No metales	Halógenos	Gases nobles y Transactínidos

Atomos

Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia ordinaria que tiene las propiedades de un elemento químico.¹ Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro).² No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero cercanos.

Los átomos son lo suficientemente pequeños para que la física clásica dé resultados notablemente incorrectos. A través del desarrollo de la física, los modelos atómicos han incorporado principios cuánticos para explicar y predecir mejor su comportamiento.

Cada átomo se compone de un núcleo y uno o más electrones unidos al núcleo. El núcleo está compuesto de uno o másprotones y típicamente un número similar de neutrones (ninguno en el hidrógeno-1). Los protones y los neutrones son llamados nucleones. Más del 99,94 % de la masa del átomo está en el núcleo. Los protones tienen una carga eléctricapositiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones no tienen carga eléctrica. Si el número de protones y electrones son iguales, ese átomo es eléctricamente neutro. Si un átomo tiene más o menos electrones que protones, entonces tiene una carga global negativa o positiva, respectivamente, y se denomina ion.

Los electrones de un átomo son atraídos por los protones en un núcleo atómico por esta fuerza electromagnética. Los protones y los neutrones en el núcleo son atraídos el uno al otro por una fuerza diferente, la fuerza nuclear, que es generalmente más fuerte que la fuerza electromagnética que repele los protones cargados positivamente entre sí. Bajo ciertas circunstancias, la fuerza electromagnética repelente se vuelve más fuerte que la fuerza nuclear y los nucleones pueden ser expulsados del núcleo, dejando tras de sí un elemento diferente: desintegración nuclear que resulta en transmutación nuclear.

El número de protones en el núcleo define a qué elemento químico pertenece el átomo: por ejemplo, todos los átomos de cobre contienen 29 protones. El número de neutrones define el isótopo del elemento.³ El número de electrones influye en las propiedades magnéticas de un átomo. Los átomos pueden unirse a otro u otros átomos por enlaces químicos para formar compuestos químicos tales como moléculas. La capacidad de los átomos de asociarse y disociarse es responsable de la mayor parte de los cambios físicos observados en la naturaleza y es el tema de la disciplina de la química.

No toda la materia del universo está compuesta de átomos. La materia oscura constituye más del universo que la materia y no se compone de átomos, sino de partículas de un tipo actualmente desconocido.

Amalgama

Se designan bajo el nombre de amalgama las aleaciones que el mercurio produce con los otros metales.

Las amalgamas pueden ser:

• líquidas, cuando predomina el mercurio
• sólidas, cuando éste se halla en ellas en menor cantidad que el metal al cual está unido

Todas son blancas, brillantes y susceptibles de cristalizar. Expuestas al aire, las formadas por metales oxidables se alteran con prontitud; el calor las descompone a todas volatilizando el mercurio. El ácido nítrico obra por medio de un dulce calor sobre todas las amalgamas, disuelve el mercurio a veces con los metales con que está unido, otras veces oxidándolos solamente y separándolos en el estado de óxidos y finalmente, respecto a los que son inalterables por dicho ácido, hay eliminación de éstos a consecuencia de la disolución del mercurio en el ácido nítrico que pasa al estado de protonitrato o de deutonitrato ácido.

Tipos de amalgamas

Las amalgamas de uso más frecuente en las artes han sido:

• Amalgama de bismuto. El mercurio forma con el bismuto una combinación en parte líquida y en parte cristalizada, que pasa a ser completamente fusible a una temperatura poco elevada. Se prepara directamente añadiendo una parte de bismuto fundido a 4 partes de mercurio calentado a cerca de 300°. Se ha empleado para estañar los globos de vidrio y darles así una apariencia metálica.
• Amalgama de dentistas. Ver Amalgama (odontología)
• Amalgama eléctrica. Aleación sólida de mercurio y de estaño que servía para frotar las piezas de las máquinas eléctricas. Los constructores de estas máquinas y todos los fabricantes de instrumentos de física entregaban por lo común las bolas de amalgama a los consumidores.
• Amalgama de estaño. Éste compuesto formado por tres partes de mercurio y una parte de estaño es blando, brillante y cristaliza fácilmente en cristales cúbicos: en partes iguales es muy sólido. Esta amalgama sirve para azogar las lunas de los espejos.
• Amalgama de oro. El mercurio tiene tan gran afinidad por el oro con el que combina fácilmente y produce una amalgama blanca, blanda, brillante que puede cristalizar cuando tiene el mercurio en exceso. Sirve por lo común para dorar el cobre, el latón y también la plata.
• Amalgama de plata. Está formada de ocho partes de mercurio y una parte de plata. Es empleada para platear el cobre, el latón y el bronce.

Acidos Ternarios y Oxacidos

Los ácidos oxácidos son compuestos ternarios formados por un óxido no metálico y una molécula de agua (H₂O).

Su fórmula responde al patrón H_aA_bO_c, donde A es un no metal o metal de transición.

Ejemplos:

• Ácido sulfúrico (H₂SO₄). Formado por la combinación de una molécula de H₂O con una molécula de óxido sulfúrico SO₃:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

• Ácido sulfuroso (H₂SO₃). Formado por la combinación de una molécula de H₂O con una molécula de óxido sulfuroso SO₂:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

• Ácido hiposulfuroso (H₂SO₂). Formado por la combinación de una molécula de H₂O con una molécula de óxido hiposulfuroso SO:

SO + H₂O → H₂SO₂

• Ácido carbónico: CO₂ + H₂O → H₂CO₃

Balanceo de Ecuaciones Químicas (Método Algebraico, Redox, Tanteo)

Una reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la isla de un fenómeno químico. A su expresión gráfica se le da el nombre de ecuación química, en la cual, se expresan en la primera parte los reactivos y en la segunda los productos de la reacción.

A + B C + D

Reactivos Productos

Para equilibrar o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos. En todos el objetivo que se persigue es que la ecuación química cumpla con la ley de la conservación de la materia.

Balanceo de ecuaciones por el método de Tanteo

El método de tanteo consiste en observar que cada miembro de la ecuación se tengan los átomos en la misma cantidad, recordando que en

• H2SO4 hay 2 Hidrogenos 1 Azufre y 4 Oxigenos
• 5H2SO4 hay 10 Hidrógenos 5 azufres y 20 Oxígenos

Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las formulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices.

Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación

H2O + N2O5 NHO3

• Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer miembro (H2O). Para ello, con solo agregar un 2 al NHO3 queda balanceado el Hidrogeno.

H2O + N2O5 2 NHO3

• Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos dos Nitrógenos en el primer miembro (N2O5) y dos Nitrógenos en el segundo miembro (2 NHO3)
• Para el Oxigeno en el agua (H2O) y 5 Oxígenos en el anhídrido nítrico (N2O5) nos dan un total de seis Oxígenos. Igual que (2 NHO3)

Otros ejemplos

HCl + Zn ZnCl2 H2

2HCl + Zn ZnCl2 H2

KClO3 KCl + O2

2 KClO3 2KCl + 3O2

Balanceo de ecuaciones por el método de Redox ( Oxidoreduccion )

En una reacción si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que una reacción de oxido reducción no es otra cosa que una perdida y ganancia de electrones, es decir, desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, calor, electricidad, etc.)

Para balancear una reacción por este método , se deben considerar los siguiente pasos

1)Determinar los números de oxidación de los diferentes compuestos que existen en la ecuación.

Para determinar los números de oxidación de una sustancia, se tendrá en cuenta lo siguiente:

• En una formula siempre existen en la misma cantidad los números de oxidación positivos y negativos
• El Hidrogeno casi siempre trabaja con +1, a ecepcion los hidruros de los hidruros donde trabaja con -1
• El Oxigeno casi siempre trabaja con -2
• Todo elemento que se encuentre solo, no unido a otro, tiene numero de oxidación 0

2) Una vez determinados los números de oxidación , se analiza elemento por elemento, comparando el primer miembro de la ecuación con el segundo, para ver que elemento químico cambia sus números de oxidación

0 0 +3 -2

Fe + O2 Fe2O3

Los elementos que cambian su numero de oxidación son el Fierro y el Oxigeno, ya que el Oxigeno pasa de 0 a -2 Y el Fierro de 0 a +3

3) se comparan los números de los elementos que variaron, en la escala de Oxido-reducción

0 0 +3 -2

Fe + O2 Fe2O3

El fierro oxida en 3 y el Oxigeno reduce en 2

4) Si el elemento que se oxida o se reduce tiene numero de oxidación 0 , se multiplican los números oxidados o reducidos por el subíndice del elemento que tenga numero de oxidación 0

Fierro se oxida en 3 x 1 = 3

Oxigeno se reduce en 2 x 2 = 4

5) Los números que resultaron se cruzan, es decir el numero del elemento que se oxido se pone al que se reduce y viceversa

4Fe + 3O2 2Fe2O3

Los números obtenidos finalmente se ponen como coeficientes en el miembro de la ecuación que tenga mas términos y de ahí se continua balanceando la ecuación por el método de tanteo

Otros ejemplos

KClO3 KCl + O2

+1 +5 -2 +1 -1 0

KClO3 KCl + O2

Cl reduce en 6 x 1 = 6

O Oxida en 2 x 1 = 2

2KClO3 2KCl + 6O2

Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2

0 +1 +5 -2 +4 -2 +2 -2 +2 +5 -2

Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2

Cu oxida en 2 x 1 = 2

N reduce en 1 x 1 = 1

Cu + HNO3 2NO2 + H2O + Cu(NO3)2

Cu + 4HNO3 2NO2 + 2H2O + Cu(NO3)2

Balanceo de ecuaciones por el método algebraico

Este método esta basado en la aplicación del álgebra. Para balancear ecuaciones se deben considerar los siguientes puntos

1) A cada formula de la ecuación se le asigna una literal y a la flecha de reacción el signo de igual. Ejemplo:

Fe + O2 Fe2O3

A B C

2) Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una ecuación algebraica

Para el Fierro A = 2C

Para el Oxigeno 2B = 3C

3) Este método permite asignarle un valor (el que uno desee) a la letra que aparece en la mayoría de las ecuaciones algebraicas, en este caso la C

Por lo tanto si C = 2

Si resolvemos la primera ecuación algebraica, tendremos:

2B = 3C

2B = 3(2)

B = 6/2

B = 3

Los resultados obtenidos por este método algebraico son

A = 4

B = 3

C = 2

Estos valores los escribimos como coeficientes en las formulas que les corresponden a cada literal de la ecuación química, quedando balanceada la ecuación

4Fe + 3O2 2 Fe2O3

Formula Empírica y Molecular

En química la fórmula empírica es una expresión que representa la proporción más simple en la que están presentes los átomos que forman un compuesto químico. Es por tanto la representación más sencilla de un compuesto.¹ Por ello, a veces, se le llamafórmula mínima y se representa con «fm».

Fórmula empírica Química/Fórmula empírica Una fórmula es una pequeña lista de los elementos químicos que forman una sustancia, con alguna indicación del número de moles de cada elemento presente y, a veces, la relación que tiene con otros elementos de la misma sustancia.

Así, la fórmula del agua es H₂O (los subíndices 1 se omiten, quedan sobreentendidos) y la del benceno es C₆H₆.

La fórmula empírica es la fórmula más simple para un compuesto. Comúnmente, las fórmulas empíricas son determinadas a partir de datos experimentales, de ahí su nombre, fórmula empírica.

Por ejemplo, si observamos que dos moles de hidrógeno reaccionan completamente con un mol de oxígeno para formar dos moles de agua (sin generar otro producto), diríamos que la fórmula molecular del agua es H₂O. Del mismo modo, si observamos que al quemar benceno, siempre obtenemos números iguales de moles de C (contenido en el CO₂ formado) y de H (monoatómico, existente en el agua producida) podemos decir que la fórmula empírica del benceno es (CH). Midiendo cuidadosamente el oxígeno consumido, veríamos que todo el oxígeno del CO₂ y del H₂O proviene del aire, por lo que la fórmula empírica del benceno es (CH). Puede coincidir o no con la fórmula molecular, que indica el número de átomos de cada clase presentes en la molécula.

Ejemplos en la química

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, por lo que su fórmula molecular es H₂O, coincidiendo con su fórmula empírica.

Para el etano, sin embargo, no ocurre lo mismo, ya que está formado por dos átomos de carbono y seis de hidrógeno, por lo que su fórmula molecular será C₂H₆ y su fórmula empírica CH₃.

Varios compuestos, como el cloruro de sodio o sal común, carecen de entidades moleculares, pues están compuestos por redes de iones, y por ello, sólo es posible hablar de fórmula empírica. Ejemplo: NaCl es la fórmula del cloruro de sodio, e indica que por cada ion sodio, existe un ion cloro.

Cálculo de la fórmula empírica de un compuesto

Para hallar la fórmula empírica de un compuesto,² primero se obtienen los moles de cada elemento, luego se divide cada uno por el de menor valor y finalmente, por simplificación, se hallan los números enteros más sencillos posibles.

Al realizar el análisis gravimétrico de un determinado compuesto químico se ha encontrado la siguiente composición centesimal: 69,98 % Ag; 16,22 % As; 13,80 %O. Para la determinación de la fórmula empírica o molecular del compuesto se procede de la siguiente manera:

Dividiendo el peso por el peso atómico se obtienen los moles:

• Para la plata 69,98/108= 0,65 moles
• Para el arsénico 16,22/75= 0,22 moles
• Para el oxígeno 13,80/16= 0,84 moles

Cada 0,22 moles de arsénico hay 0,65 moles de plata, para un mol de arsénico 0,65/0,22= 3 moles de plata y 0,84/0,22= 4 moles de oxígeno. La fórmula moleculares Ag₃AsO₄ y la masa molar y/o masa molecular del compuesto es de 463 g/mol.

FORMULA MOLECULAR

La fórmula molecular es una representación convencional de los elementos que forman una molécula o compuesto químico, propuesta por Berzelius a principios del siglo XIX. Una fórmula molecular se compone de símbolos y subíndices numéricos; los símbolos se corresponden con los elementos que forman el compuesto químico representado y los subíndices, con la cantidad de átomos presentes de cada elemento en el compuesto. Así, por ejemplo, una molécula de ácido sulfúrico, descrita por la fórmula posee dos átomos de hidrógeno, un átomo de azufre y 4 átomos de oxígeno. El término se usa para diferenciar otras formas de representación de estructuras químicas, como la fórmula desarrollada o la fórmula esqueletal. La fórmula molecular se utiliza para la representación de loscompuestos inorgánicos y en las ecuaciones químicas. También es útil en el cálculo de los pesos moleculares.

En un sentido estricto, varios compuestos iónicos, como el cloruro de sodio o sal común, y minerales carecen de entidades moleculares, pues están compuestos por redes de iones, y por ello, sólo es posible hablar de fórmula empírica. Ejemplo: NaCl es la fórmula del cloruro de sodio, e indica que por cada ion sodio, existe un ion cloro.

Fórmula molecular	Nombre
Na2O	óxido de sodio
K2O	óxido de potasio
MgO	óxido de magnesio

Hidróxidos

Fórmula molecular	Nombre
NaOH	hidróxido de sodio
KOH	hidróxido de potasio
Ca(OH)2	hidróxido de calcio
Mg(OH)2	hidróxido de magnesio

Óxidos ácidos

Fórmula molecular	Nombre
N2O	óxido nitroso
NO2	dióxido de nitrógeno
SO2	dióxido de azufre
SO3	trióxido de azufre

Ácidos

Fórmula molecular	Nombre
HCl	ácido clorhídrico
H3PO4	ácido fosfórico
H2SO3	ácido sulfuroso
H2SO4	ácido sulfúrico

Sales

Fórmula molecular	Nombre
NaCl	cloruro de sodio
Na3PO4	fosfato de sodio
Na2SO3	sulfito de sodio
Na2SO4	sulfato de sodio

Ejemplos de ecuaciones

H₂SO₄ + Na₂CrO₄ → CrO₃ + Na₂SO₄ + H₂O

reacción del ácido sulfúrico con el cromato de sodio

SO₃ + SCl₂ → SOCl₂ + SO₂

síntesis de cloruro de tionilo

Ca(OH)₂ (aq) + Na₂CO₃ (aq) → 2 NaOH (aq) + CaCO₃ (s)

reacción de doble sustitución

Reacciones Quimicas

Una reacción química consiste en el cambio de una o mas sustancias en otra(s).  Los reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación.  En una ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la flecha,  se escriben los productos, igualmente simbolizados. En una ecuación se puede indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera siguiente: (s) para sólido, (l) para líquido, (g) para gaseoso y (ac) para soluciones acuosas.  Los catalizadores, temperaturas o condiciones especiales deben especificarse encima de la flecha.

Ecuación Química: representa la transformación de sustancias. Reactante(s) à Producto(s)

Tipos de Reacciones Químicas

Las reacciones químicas pueden clasificarse de manera sencilla en cinco grandes grupos.  Existen otras clasificaciones, pero para predicción de los productos de una reacción, esta clasificación es la más útil.

Reacciones de Síntesis o Composición

En estas reacciones, dos o más elementos o compuestos se combinan, resultando en un solo producto.

Síntesis Química: la combinación de dos o mas sustancias para formar un solo compuesto. A +   B à C (donde A y B pueden ser elementos o compuestos)

Ejemplo:

Escriba la reacción de síntesis entre el aluminio y el oxígeno.

Solución:

Dos elementos se combinarán para formar el compuesto binario correspondiente.  En este caso, el aluminio y el oxígeno formarán el óxido de aluminio.  La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

4 Al (s) +  3 O₂ (g) à  2 Al₂O₃ (s)

Nota:  Es importante recordar los elementos que son diatómicos, los cuales se escriben con un subíndice de 2 cuando no se encuentran combinados y participan en una reacción.  Estos son el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo y el  yodo. 

Reacciones de Descomposición o Análisis

Estas reacciones son inversas a la síntesis y son aquellas en la cuales se forman dos o más productos a partir de un solo reactante, usualmente con la ayuda del calor o la electricidad.

Descomposición Química: la formación de dos o mas sustancias a partir de un solo compuesto. A à  B + C (donde B y C pueden ser elementos o compuestos)

Ejemplo­:

Escriba la ecuación que representa la descomposición del óxido de mercurio (II).

Solución:

Un compuesto binario se descompone en los elementos que lo conforman.  En este caso, el óxido de mercurio (II) se descompone para formar los elementos mercurio y oxígeno. La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

2 HgO (s) à  2 Hg (l)  + O₂ (g)

Reacciones de Desplazamiento o Sustitución Sencilla

Estas reacciones son aquellas en las cuales un átomo toma el lugar de otro similar pero menos activo en un compuesto.  En general, los metales reemplazan metales (o al hidrógeno de un ácido) y los no metales reemplazan no metales.  La actividad de los metales es la siguiente, en orden de mayor actividad a menor actividad: Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Au.  El orden de actividad de los no metales mas comunes es el siguiente:  F, O, Cl, Br, I, siendo el flúor el más activo.

Desplazamiento Químico: un elemento reemplaza a otro similar y menos activo en un compuesto. AB + C à  CB + A   ó   AB + C  à  AC + B (dónde C es un elemento más activo que un metal A o un no metal B)

 

Ejemplo 1:

Escriba la reacción entre el magnesio y una solución de sulfato de cobre (II).

 

Solución:

El magnesio es un metal más activo que el cobre y por tanto, lo reemplazará en el compuesto, formando sulfato de magnesio.  A la vez, el cobre queda en su estado libre como otro producto de la reacción.  La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

Mg (s) +  CuSO₄ (ac) à  MgSO₄ (ac)  +  Cu (s)

Ejemplo 2:

Escriba la reacción entre el óxido de sodio y el flúor.

Solución:

El flúor es un no metal más activo que el oxígeno y por tanto, lo reemplazará en el compuesto, formando fluoruro de sodio.  A la vez, el oxígeno queda en su estado libre como otro producto de la reacción.  La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

2 F₂ (g) +  2 Na₂O (ac) à 4 NaF (ac)  +  O₂ (g)

 

Ejemplo 3: 

Escriba la reacción entre la plata y una solución de nitrato de bario.

Solución:

La reacción no se da, puesto que la plata es un metal menos activo que el bario y por ende, no lo reemplaza.

Reacciones de Doble Desplazamiento o Intercambio

Estas reacciones son aquellas en las cuales el ión positivo (catión) de un compuesto se combina con el ión negativo (anión) del otro y viceversa, habiendo así un intercambio de átomos entre los reactantes.  En general, estas reacciones ocurren en solución, es decir, que al menos uno de los reactantes debe estar en solución acuosa.

Doble Desplazamiento Químico: los reactantes intercambian átomos – el catión de uno se combina con el anión del otro y viceversa. AB + CD à  AD + CB

Solución:

En esta reacción, la plata reemplaza al hidrógeno del ácido, formando cloruro de plata.  Al mismo tiempo, el hidrógeno reemplaza a la plata, formando ácido nítrico con el nitrato.  La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

AgNO₃ (ac) +  HCl (ac) à  HNO₃ (ac)  +  AgCl (s)

Reacciones de Neutralización

Estas reacciones son de doble desplazamiento o intercambio.  Su particularidad es que  ocurren entre un ácido y una base y los productos de la reacción son agua y una sal formada por el catión de la base y el anión del ácido.

Por ejemplo, la reacción entre el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio resulta en la formación de agua y sulfato de sodio.  La ecuación que representa esta reacción es la siguiente:

H₂SO₄ (ac) +  2 NaOH (ac) à  2 H₂O (l)  +  Na₂SO₄ (ac)

Reacciones de Combustión

Estas reacciones ocurren cuando un hidrocarburo orgánico (un compuesto que contiene carbono e hidrógeno) se combina con el oxígeno, formando agua y dióxido de carbono como productos de la reacción y liberando grandes cantidades de energía.  Las reacciones de combustión son esenciales para la vida, ya que la respiración celular es una de ellas.

Combustión: un hidrocarburo orgánico reacciona con el oxígeno para producir agua y dióxido de carbono. hidrocarburo + O2 à  H2O + CO2

Ejemplo 1:

Escriba la ecuación que representa la reacción de combustión de la glucosa, el azúcar sanguíneo (C₆H₁₂O₆).

 

Solución:

En esta reacción, la glucosa es un hidrocarburo que reacciona con el oxígeno, resultando en los productos de la combustión – el agua y el dióxido de carbono. La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

C₆H₁₂O₆  +  O₂  à  H₂O  +  CO₂

Mecanismo de Reproducción Sexual

La reproducción sexual es el proceso de crear un nuevo organismo descendiente a partir de la combinación dematerial genético de dos organismos de una misma especie, comenzando con un proceso que se denomina meiosis, que es un tipo especializado de división celular; el cual se produce en organismos eucariotas.^{1 2} Los gametos son los dos tipos de células especiales, uno más grande, el femenino, y otro más pequeño, el masculino. La fusión de estas dos células se llama fertilización y ésta crea un cigoto, que incluye material de los dos gametos en un proceso que se llama recombinación genética donde el material genético, el ADN, se empareja para que las secuencias de loscromosomas homólogos se alineen. A continuación se producen otras dos divisiones celulares más, para producir cuatro células hijas con la mitad de cromosomas de cada una de las dos células del padre, y el mismo número que tienen los padres, aunque puede ocurrir la auto-fertilización. Por ejemplo, en la reproducción humana cada célula humana contiene 46 cromosomas (23 pares), mientras que los gametos, sólo contienen 23 cromosomas, así el hijo tendrá 23 cromosomas de cada padre recombinadas genéticamente en 23 pares.

El doble coste del sexo en la evolución de la reproducción sexual es un gran rompecabezas de la biología evolutiva moderna porque la reproducción asexualdebería siempre ganar en comparación con la reproducción sexual, ya que todo organismo joven que llega a la adolescencia puede tener su propio hijo. Este implica que una población asexual debe tener una capacidad intrínseca de crecer más rápido con cada generación.³ This 50% cost is a fitness disadvantage of sexual reproduction.⁴ El costo doble del sexo incluye este costo y el hecho que cualquier organismo sólo puede pasar 50% de sus genes a sus hijos. Una ventaja definitiva de la reproducción sexual es que previene la acumulación de mutaciones genéticas.⁵

Selección sexual

La selección sexual es un modo de la selección natural en la cual algunos individuos se reproducen más que otros en una población porque se aparean de manera más exitosa.^{6 7} En los animales la elección del macho es normalmente hecha por las hembras, mientras los machos compiten para que los escogan. Debido a esto hay situaciones en las que los organismos pueden hacer un esfuerzo extremo por poderse reproducir, como el combate y la exhibición, o producir rasgos extremos causados por mecanismos de realimentación positiva conocidos como Fisherian runaways. Así la reproducción sexual, como una forma de selección natural, tiene su efecto en la evolución. En el dimorfismo sexual es donde el carácter biológico básico varia entre machos y hembras de la misma especie. El dimorfismo se encuentra en los órganos sexuales y en los caracteres sexuales secundarios, tamaño del cuerpo, fuerza física, morfología, ornamentación, comportamiento y otros rasgos del cuerpo. Sin embargo, la selección sexual sólo se implica durante un período largo de tiempo que lleva al dimorfismo sexual.⁸

Se ha llamado a esta selección como una «fuerza poderosa de la evolución que no existe en las poblaciones con reproducción asexual

Aparte de algunas avispas eusociales los organismos que reproducen sexualmente tienen un ratio de sexo entre machos y hembras que es 1:1. El estadístico ybiólogo inglés Ronald Fisher resumió lo que se llama el Principio de Fisher.¹⁰ Dice lo siguiente:

1. Supone que los nacimientos de machos son menos comunes que los de las hembras.
2. Un recién nacido macho tiene entonces mejores perspectivas que un recién nacido hembra y por eso es probable que vaya a tener más descendientes.
3. Por lo tanto padres genéticamente dispuestos a producir machos tienen tendencia a tener más nietos que la media.
4. Por lo tanto los genes que generan una tendencia a producir machos se propagan, y el nacimiento de machos se hace más común.
5. Mientras se acerca al ratio de 1:1 las ventajas asociadas con producir machos desaparecen.
6. El mismo razonamiento ocurre si se sustituyen machos por hembras en todo el razonamiento. Por lo tanto 1:1 es el ratio de equilibrio.

Mecanismos de Reproducción asexual

En la reproducción asexual, como ya hemos dicho, participa un solo progenitor. La información genética de la descendencia es la misma que la del individuo parental. Esta forma de reproducción se da principalmente en animales unicelulares o pluricelulares simples. Para muchas plantas es también un modo alternativo para producir nuevos organismos.

 

TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL

La reproducción asexual o asexualidad involucra un tipo de reproducción donde la constitución genética de los dos organismos que se producen es idéntica a la del progenitor.

Existen distintos tipos de reproducción asexual entre los que se encuentran la bipartición o simple fisión, la gemación, la fragmentación y la esporulación.

• La bipartición o fisión, es un tipo de reproducción asexual en el que la célula se divide dando origen a dos células genéticamente idénticas entre sí pero de menor tamaño que la inicial. Esta modalidad de reproducción se da principalmente en organismos unicelulares como los protozoos y las bacterias.

En las bacterias, el proceso se denomina fisión binaria transversal, y se caracteriza porque el material hereditario (DNA) de la bacteria, se duplica y luego se separa; y la pared celular se forma en el interior y en sentido transversal.

• La gemación ocurre en organismos unicelulares y multicelulares. En la superficie del progenitor se forma una gema que crece y se estrangula hasta separarse por completo del organismo original. Las células producidas pueden tener vida propia o formar colonias si permanecen unidas al organismo parental. La levadura es un hongo que se reproduce por gemación. La gemación también ocurre en organismos pluricelulares. Un ejemplo de esto lo constituye la hidra. Sobre la superficie corporal de este organismo pluricelular, aparecen abultamien-tos que luego darán origen a nuevas hidras, genéticamente idénticas a su progenitor, pero de menor tamaño.

• La fragmentación. En este tipo de reproducción asexual se origina un nuevo organismo a partir de fragmentos del organismo progenitor. Ésta se da en organismos como las plenarias, que cuando se cortan por la mitad originan un nuevo organismo a partir de cada mitad.

A medida que se asciende en la escala zoológica, esta modalidad de reproducción va desapareciendo, y es reemplazada por mecanismos de regeneración de tejidos dañados. Por ejemplo, una lagartija (Leo-laemus montícola) puede regenerar parte de su cola cuando la ha perdido, la estrella de mar regenera parte del brazo perdido; sin embargo, el hombre tiene menos facilidad para regenerar estructuras dañadas: el crecimiento de uñas, del cabello y la cicatrización son algunos ejemplos.

• La esporulación. Este tipo de reproducción asexual ocurre en organismos que producen esporas, que son células reproductivas capaces de dar origen a un nuevo individuo en plantas, algas y hongos. En algunos hongos hay un saco o esporangio, que contiene las esporas.

ASEXUALIDAD EN PLANTAS CON FLORES

El grupo de plantas con flores o angiospermas ha desarrollado múltiples mecanismos de reproducción asexual. Algunas estructuras vegetativas de las plantas, como los tallos, las hojas o las raíces, por ejemplo, sufren modificaciones para cumplir la función reproductiva.

Ejemplos de modalidades de reproducción asexual en las angiospermas son: los rizomas, los tubérculos, los bulbos, los estolones, las hojas, las raíces modificadas y la apomixis.

• Rizomas. Los rizomas son tallos subterráneos paralelos a la superficie del suelo. Poseen nudos desde donde se originan nuevos individuos. Cuando la planta crece, la zona comprendida entre dos nudos consecutivos muere separando a los dos individuos. Los rizomas son comunes en los pastos, como el jengibre, por ejemplo.

• Tubérculos. Los tubérculos también son tallos subterráneos modificados para almacenar alimento. Estos tallos producen yemas o brotes a partir de los cuales se origina un nuevo individuo. La propagación artificial se hace cortando el tubérculo en pequeños trozos que contengan una yema, y luego se plantan. La papa es un tubérculo.

• Bulbos. Los bulbos son tallos extremadamente cortos de los cuales surgen hojas engrosadas en su parte basal debido a que almacenan agua y nutrientes. La forma de propagarlos es separarlos y luego plantarlos individualmente. El ajo y la cebolla son ejemplos de bulbos.

• Estolones. Los estolones son tallos rastreros que corren horizontal-mente al ras del suelo, por su superficie. A lo largo de este tallo, hay nudos desde los cuales se desarrollan yemas que pueden generar nuevas plantas. Éstas viven independientemente cuando se interrumpe la comunicación entre los nudos. Ejemplo de estolones es la fresa.

 

• Hojas modificadas. Existen plantas que forman plántulas en los bordes de sus hojas. Cuando la plántula alcanza un tamaño determinado, cae al suelo y crece en forma independiente. Un ejemplo de este tipo de planta es la herbácea llamada Bruja mansa (Kalanchoe integra o Kalanchoe brasiliensis).

• Raíces modificadas. Hay raíces de las cuales se originan tallos aéreos, que eventualmente pueden desprenderse y originar un nuevo individuo. En la base de estos tallos se desarrollan racimos. Un ejemplo de planta con esta modalidad de reproducción asexual es el cerezo.

• Apomixis. La apomixis es un proceso que consiste en producir semillas sin la intervención de dos organismos de distinto sexo ni la fusión de gametos, como ocurre normalmente. Algunas plantas cítricas y algunos pastos se reproducen por este método.

ASEXUALIDAD EN ANIMALES

La reproducción asexual es un proceso que ocurre también en animales pluricelulares.

Este es el caso de las hidras, por ejemplo, que se reproducen por gemación. Otros dos ejemplos son las lombrices de tierra, las cuales se reproducen por fragmentación y las planadas que, al ser cortadas en dos partes, generan dos nuevos individuos, es decir que se reproducen asexualmente por fragmentación también.