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Posiblemente al escuchar inicialmente el concepto de Química Inorgánica hace que tengamos varias ideas en nuestras cabezas, pero, sabemos realmente todo lo que su concepto engloba? Pues bien, en el siguiente mural vamos a explorar un poco sobre el mundo de la Química Inorgánica, la cual no solo nos ayuda a entender los elementos y compuestos que forman parte de nuestro entorno, sino que también nos abre la puerta a descubrir cómo estos interactúan en procesos esenciales para la vida y la tecnología. Sin más preámbulo, comencemos!

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Breve introducción a la Química Inorgánica.

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Breve introducción a la Química Inorgánica.

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La pujante disciplina de la Química Inorgánica se ocupa de las propiedades de más de cien elementos, desde metales tan altamente reactivos como el sodio hasta metales tan nobles como el oro; asimismo de elementos no metálicos tan agresivos como el flúor y de gases nobles tan inertes como el helio. Para dominar y apreciar el vasto alcance de esta disciplina, hay que centrarse en los tipos de reactividad, estructuras y propiedades de los elementos y de sus compuestos en relación con su posición en la tabla periódica. (Shriver et al., 1998)

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De manera general, el concepto de Química Inorgánica se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones de los elementos y compuestos inorgánicos; es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica.

No obstante, La Química Inorgánica no es solo el estudio de elementos y compuestos; es también el estudio de principios físicos.

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-Por ejemplo, para saber por qué algunos compuestos son solubles en un determinado disolvente y otros no, se aplican las leyes de la termodinámica.

-Si nuestro objetivo es proponer detalles sobre un mecanismo de reacción, entonces necesitaremos conocer la cinética de la reacción.

-El solapamiento entre la química física y la inorgánica también es importante en el estudio de la estructura molecular.

-En estado sólido, se utilizan de rutina métodos de difracción de rayos X para obtener una imagen de la disposición espacial de los átomos en una molécula o ion molecular.

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Química_inorgánica. (s. f.). https://www.quimica.es/enciclopedia/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nica.html

Carmona, E., & Societat Catalana de Química. (1999). Química inorgánica : desarrollo histórico y perspectivas de futuro. Revistes Catalanes amb Accés Obert (RACO), XVIII. https://raco.cat/index.php/ButlletiSCFQMT/article/view/175259/227610

Universidad Politécnica Salesiana. (2021). Química Inorgánica Básica (1.a ed.). Ernesto Delgado Fernández. https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/20283/4/Qui%CC%81mica%20inorga%CC%81nica.pdf

Catherine E. Housecroft & Alan G. Sharpe. (2006). Química inorgánica, 2a Edición. https://www.academia.edu/77720590/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nica_2a_Edici%C3%B3n_Catherine_E_Housecroft_and_Alan_G_Sharpe

Moeller, T., Arizona State University. (1984). Química Inorgánica. https://books.google.com.gt/books?id=e6sjNMgUjt0C&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false

Shriver, D. F., Atkins, P. W., & Langford, C. H. (1998). Química inorgánica. II. Reverté.

Friederici, M. (2021). Química Inorgánica I.

Explora. (n.d.). ¿Cuál es el origen de la tabla periódica? Explora. https://www.explora.cl/blog/cual-es-el-origen-de-la-tabla-periodica/

Muñoz-Granados, O., Andrade-López, N., Alvarado-Rodríguez, J.G., Sánchez-Cabrera, G. (2023). Efecto del par inerte y su relación con la periodicidad química. Pädi Boletín de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI. http://repository.uaeh.edu.mx/revistas/index.php/icbi/issue/archive

Cartwright, M., & Wright, J. (s. f.). Alquimia. Enciclopedia de la Historia del Mundo. https://www.worldhistory.org/trans/es/1-22185/alquimia/

file:///C:/Users/Joshu/Downloads/Efectodel%20par%20inerte%20y%20su%20relaci%C3%B3n%20con%20la%20periodicidad%20qu%C3%ADmica.pdf

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Química inorgánica, 2a Edición - Catherine E. Housecroft & Alan G. Sharpe

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Química inorgánica, 2a Edición - Catherine E. Housecroft & Alan G. Sharpe

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Antecedentes históricos del estudio de Química Inorgánica

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Antecedentes históricos del estudio de Química Inorgánica

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La consolidación de la Química como una de las ciencias naturales se produjo, esencialmente, a comienzos del siglo pasado. La Química Inorgánica, como su nombre lo indica, inicialmente se ocupaba del estudio de sistemas inanimados y durante mucho tiempo su evolución estuvo ligada al descubrimiento de nuevos elementos, al estudio de sus propiedades y a la clasificación de estos nuevos elementos en la tabla periódica. (Carmona & Societat Catalana de Química, 1999, 6)

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Orígenes y Desarrollo Histórico de la Química Inorgánica

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Aprende sobre la evolución de la química inorgánica desde la antigüedad hasta la química moderna, su impacto en la medicina y la tecnología.

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El alquimista por Nanteuil
Science Museum, London (CC BY-NC-SA)

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- 1817-1829: Johan Döbereiner clasifica algunos elementos en triadas, observando similitudes en propiedades y masas atómicas.

- 1863: John Newlands propone la Ley de Octavas, clasificando los elementos en grupos de ocho donde ciertas propiedades se repetían.

- 1869: Dmitri Mendeleev publica su primera Tabla Periódica organizada por masa atómica creciente, dejando espacios para elementos aún no descubiertos.

- 1874-1885: Descubrimiento de galio (Ga), escandio (Sc) y germanio (Ge), confirmando y fortaleciendo la validez de la Tabla Periódica de Mendeleev.

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"La Química Inorgánica Moderna ha llegado a ser tan amplia que resulta difícil de definirla sucintamente. Una definición más positiva es: La Química Inorgánica es la investigación experimental y la interpretación teórica de las propiedades y las reacciones de todos los elementos y todos sus compuestos, con excepción de los hidrocarburos y la mayoría de sus derivados."

(Moeller, 1984)

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La Química Inorgánica y su relación con otras ciencias. 

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La Química Inorgánica y su relación con otras ciencias. 

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La Química Inorgánica se define como la disciplina que tiene

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La Química Inorgánica se define como la disciplina que tiene

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Química Inorgánica y Química Organometálica

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Organometálica: Rama de la Química que estudia compuestos que contienen enlaces entre átomos de carbono y metales. Estos son conocidos como compuestos organometálicos, combinan propiedades de los compuestos orgánicos (que contienen carbono) y de los compuestos inorgánicos (que contienen metales).

La Química Organometálica es crucial para la síntesis y funcionalización de nanomateriales.

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Química inorgánica y química organometálica

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LOS BLOQUES PARA LA COMPRENSIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA

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LOS BLOQUES PARA LA COMPRENSIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA

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Las cinco (5) primeras ideas fundamentales, principios organizativos de la red, son la ley periódica, el principio de singularidad, el efecto diagonal, el efecto del par inerte y la división de la Tabla Periódica en metales, no metales y metaloides.

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La ley periódica es el primer y más útil principio de nuestra red. Ésta muestra la repetición periódica de las propiedades físicas y químicas cuando los elementos son ordenados con incremento del número atómico.

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El concepto de carga nuclear efectiva, Zef, es un punto clave para la comprensión de la ley periódica.

La carga nuclear efectiva, que es la carga nuclear real Z menos una constante de apantallamiento. Utilizando tendencias en la Zef, rápidamente se racionalizan las variaciones en las propiedades periódicas como los radios atómicos, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad. Las excepciones en estas propiedades periódicas se explican utilizando un análisis más detallado de las configuraciones electrónicas.

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Nuclear Charge, Shielding Effect & Effective Nuclear Charge (Singapore A Level H2 Chemistry)

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El principio de singularidad es el segundo componente de nuestra red. Este principio consiste en que la química de los elementos del segundo período (Li, Be, B, C, N, O, F y Ne) es con frecuencia significativamente diferente de la de los otros elementos de los grupos respectivos.

Se dan tres (3) razones para racionalizar el hecho de que la química de los elementos del segundo período es a menudo significativamente diferente de aquélla de sus congéneres más pesados: 1. Los elementos más ligeros son notablemente más pequeños que sus congéneres; este efecto de tamaño nos lleva a afinidades electrónicas más pequeñas, mayores densidades de carga y un mayor grado de carácter covalente en sus compuestos. 2. Los primeros elementos en cada grupo, también debido a sus pequeños tamaños, muestran una mayor probabilidad de formar enlaces pi y son capaces de formar fuertes enlaces dobles y triples, y 3. Los elementos más ligeros carecen de disponibilidad de orbitales d, y por lo tanto no pueden formar compuestos con octetos expandidos.

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El efecto diagonal, el tercer componente de nuestra red, se refiere a la fuerte relación diagonal entre el primer miembro de un grupo y el segundo miembro del grupo siguiente.

Este efecto relaciona el litio con el magnesio, el berilio con el aluminio y el boro con el silicio. El tamaño iónico, la densidad de carga y la electronegatividad se citan como los tres (3) principales factores en la racionalización del efecto diagonal.

Aquí tenemos un video que lo explica de manera sencilla.

https://www.youtube.com/watch?v=MsKdDA36gXc&pp=ygU1YnJldmUgZXhwbGljYWNpb24gZGVsIGVmZWN0byBkaWFnb25hbCB0YWJsYSBwZXJpb2RpY2E%3D

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El cuarto componente de la red, el efecto del par inerte, establece que los electrones de valencia ns2 de los elementos metálicos que siguen a la segunda y tercera serie de los metales de transición son menos reactivos de lo esperado.

Estos pares ns2 relativamente inertes significan que elementos como el In, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi y Po forman a menudo compuestos donde el estado de oxidación es dos (2) unidades inferiores que el esperado estado de oxidación del grupo. Las dos (2) razones principales para este efecto son: 1. Las cargas nucleares efectivas mayores de lo normal en estos elementos, y 2. Las energías de enlace más bajas en sus compuestos.

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-Bioquímica. Estudia los procesos químicos que se llevan a cabo en los seres vivos.

-Química ambiental. Aplicaciones de la química al estudio del medio ambiente y su problemática.

-Química Física. Ciencia estrechamente relacionada con la Física, se refiere al estudio de elementos, sustancias y propiedades de estas.

-Química de suelos. Estudia la estructura química del suelo, para analizar los porcentajes adecuados de nutrientes, y poder equilibrarlos mediante procesos de fertilización.

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Breaking Vlad. (2022, 26 marzo). ¿QUÉ ES LA QUÍMICA INORGÁNICA? [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=0dCfhwxOOhc

Gradefruit. (2021). Nuclear Charge, Shielding Effect & Effective Nuclear Charge (Singapore A Level H2 Chemistry). https://youtu.be/MVEgoVJFg7E

UC Science. (2023, 17 mayo). Bachelor of Data Science - Detail [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=JtfBorDvoQU

UC Science. (2018, 21 agosto). What is Biochemistry? [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=xTrRIoTzPUs

CNN Chile. (2013, 21 enero). Química inorgánica y química organometálica [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Vy5qEZF02xc

Aula Express. (2020, 26 marzo). QUIMICA Grupo 3A Singularidad diagonal y par inerte AULAEXPRESS INORGANICA [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=BLuAz8VOf3A

A Cierta Ciencia. (2022, 26 abril). ¿Qué es la Petroquímica? Importancia y Ejemplos [Fácil y Rápido] | QUÍMICA | [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=JmKuJCX_CHk

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-Petroquímica. Se encarga del estudio de la composición química de los petróleos, y a partir de estos, la fabricación de productos, desde medicamentos hasta fertilizantes.

-Geoquímica. Estudia la composición de la corteza terrestre, desde el punto de vista químico, estudia los cambios que se producen en esta.

-Química Médica. Estudia la acción de ciertas sustancias químicas que conocemos como medicamentos sobre los organismos vivos.

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⚫️ ¿Qué es la Petroquímica? ⚫️ Importancia y Ejemplos [Fácil y Rápido] | QUÍMICA |

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La periodicidad química introduce a los estudiantes al conocimiento de las tendencias generales de las propiedades atómicas de los elementos como son el tamaño atómico (de radio r), la electronegatividad (χ), el potencial de ionización (In) y la afinidad electrónica (Ae). La generalización de estas tendencias se discute con respecto a su variación de izquierda a derecha en los niveles de energía o periodos y, de arriba hacia abajo en un grupo para los elementos del grupo principal 1, 2 y del 13 al 18, contenidos en la tabla periódica (Rayner & Overton, 2010a).

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Para la comprensión de la periodicidad química se hace uso del concepto de carga nuclear efectiva (Z*). La Z* es la carga nuclear neta que experimenta un electrón dado cuando los electrones de capas internas o que se encuentran en una misma capa (en el caso de que los haya) protegen (o apantallan) a este electrón de “sentir” la carga total Z dada por el número de protones en el núcleo. La Z* se calcula a partir de la ecuación 1, en donde la constante de protección (S) se obtiene utilizando diferentes enfoques; uno de ellos es mediante el uso de las reglas de Slater (Slater, 1930). Con la magnitud de la Z* se explica, por ejemplo, que en un grupo entre mayor sea el número de electrones en las capas internas, la protección de los electrones internos hacia los de valencia debilita su atracción por el núcleo y, por tanto, origina que las propiedades atómicas como χ, In y Ae disminuyan (Slater, 1930; Porterfield, 1993).

𝑍∗ = 𝑍 − 𝑆

𝑍= número atómico

𝑆= constante de protección

Debido a que en un periodo el número de electrones en las capas internas es constante y hay un aumento gradual de electrones en la capa de valencia de izquierda a derecha, la ineficiente protección S de los electrones internos origina un aumento en la Z* y en los valores de χ, In y Ae, figuras 1 y 2.

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Con respecto al tamaño de los elementos, r aumenta al descender en un grupo debido al aumento de capas internas y del número de electrones que originan un aumento de S de los electrones de capas internas y por ende, un debilitamiento de la Z* por los electrones de valencia (Waldron, Fehringer, Streeb, Trosky, & Pearson, 2001). Sin embargo, al analizar los valores de Z* al descender en un grupo, se observa que Z* se mantiene constante del tercer al sexto periodo. Lo anterior es una consecuencia del aumento proporcional de los valores de Z (protones y neutrones contenidos en el núcleo) con el número de electrones de capas internas (Rayner & Overton, 2010b). En un periodo de izquierda a derecha, la protección débil S producida por los electrones de capas internas origina un aumento de Z* hacia los electrones de valencia y una disminución en el tamaño de los elementos, figuras 1-3.

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Aunque la carga nuclear efectiva Z* se usa para argumentar la generalización en la variación de las propiedades atómicas de los elementos, existe una pérdida de esta periodicidad; por ejemplo, respecto a los valores del primer potencial de ionización (I1) de los elementos del grupo 2 respecto a los del grupo 13 y, del grupo 15 respecto a los del grupo 16, figura 3. Para los elementos del grupo 2, su mayor I1 comparado con los del grupo 13 se justifica con la estabilidad de la capa cerrada (ns2 ) que contienen. Para los elementos del grupo 15 (ns2 np3 ), la menor repulsión electrónelectrón debida a la disposición en paralelo de sus electrones en los orbitales p origina una mayor estabilidad de esta capa de valencia y por consecuencia, un mayor I1 respecto a los del grupo 16 (Rayner & Overton, 2010b). Es interesante mencionar que, para los elementos del sexto periodo como Tl, Pb y Bi, los valores de I1 son grandes y no esperados de acuerdo con la tendencia periódica y el concepto de Z*. Para explicar lo anterior, se usa un efecto relativístico conocido como par inerte. Este efecto es diferente al de protección electrónica que modifica la Z* e influye en la formación de un gran número de compuestos derivados de los elementos del bloque p, en donde se favorece la formación de iones estables con una valencia menor a la del grupo principal que les corresponde.

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El quinto componente de nuestra red es simplemente la división de la Tabla Periódica en regiones de metales, no metales y metaloides.

En efecto la Tabla Periódica se divide normalmente en metales en la parte inferior izquierda, no metales en la superior derecha, y los semimetales o metaloides en la zona intermedia. Dada la condición hasta este punto de nuestra red de principios organizativos, no es sorprendente que los metales (con sus bajas energías de ionización y bajas afinidades electrónicas positivas o negativas) tiendan a perder electrones para formar iones positivos. Inversamente, los no metales (con sus altas energías de ionización y altas afinidades electrónicas negativas) tiendan a ganar electrones para formar iones negativos. La división entre metales y no metales, como muestra la Figura, es la familiar escalera diagonal que encontramos en muchas Tablas Periódicas. Los elementos a lo largo de esta línea tienen características tanto metálicas como no metálicas y se llaman metaloides o semimetales. Dado que los metales son generalmente conductores de la electricidad y los no metales no lo son, se deduce lógicamente que los semimetales son generalmente semiconductores. Los metales tienen generalmente altos puntos de ebullición y fusión, son brillantes y existen en estructuras de empaquetamiento compacto. Los no metales, al contrario, tienen bajos puntos de fusión y ebullición, no son brillantes, y existen en cadenas, anillos y moléculas diatómicas. También se tiene que los óxidos de los metales son básicos y los óxidos de los no metales son ácidos.

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The Royal Society of Chemistry's interactive periodic table features history, alchemy, podcasts, videos, and data trends across the periodic table. Click the tabs at the top to explore each section. Use the buttons above to change your view of the periodic table and view Murray Robertson's stunning Visual Elements artwork. Click each element to read detailed information.

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Periodic Table - Royal Society of Chemistry

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Interactive periodic table with element scarcity (SRI), discovery dates, melting and boiling points, group, block and period information.

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En este video, se ofrece una explicación clara y accesible sobre el efecto y la importancia de la tabla periódica en la química. Se aborda cómo la organización de los elementos químicos en la tabla periódica ha facilitado la comprensión de sus propiedades y relaciones, y se explora la historia detrás de su desarrollo, incluyendo las contribuciones de pioneros como Dmitri Mendeleev y otros químicos clave.

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Tabla Periódica de los Elementos con modelos atómicos en realidad aumentada

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Tabla Periódica de los Elementos con modelos atómicos en realidad aumentada

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Estudiante de Licenciatura en Química de La Universidad de Panamá.

Cédula: 8-1011-1215

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Estudiante de Licenciatura en Química de La Universidad de Panamá.

Cédula: 8-1009-2277

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Estudiante de Licenciatura en Química de La Universidad de Panamá.

Cédula: 3-754-1593

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Estudiante de Licenciatura en Química de La Universidad de Panamá.

Cédula: 8-998-2178

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Estudiante de Licenciatura en Química de La Universidad de Panamá.

Cédula: 8-1018-1719