Potasio.

El potasio es un metal sólido, blando, de baja densidad y maleable. Recién cortado tiene un brillo parecido al de la plata, pero se empaña rápidamente en el aire por oxidación por lo que se debe guardar en petróleo o aceite de vaselina. Se disuelve en amoníaco líquido anhidro y se combina fácilmente con la mayoría de los no metales. Reacciona con el hidrógeno para dar hidruro de potasio y con el oxígeno puede formar óxido y peróxido.

Masa Atómica

39,0983 uma

Punto de Fusión

336,8 K

Punto de Ebullición

1047 K

Densidad

862 kg/m³

Dureza (Mohs)

0,5

Potencial Normal de Reducción

- 2,93 V K+ | K

Conductividad Térmica

102,50 J/m s ºC

Conductividad Eléctrica

138,9 (mOhm.cm)-1

Calor Específico

739,86 J/kg ºK

Calor de Fusión

2,4 kJ/mol

Calor de Vaporización

88,0 kJ/mol

Calor de Atomización

90,0 kJ/mol de átomos

Estados de Oxidación

+1

1ª Energía de Ionización

418,8 kJ/mol

2ª Energía de Ionización

3051,3 kJ/mol

3ª Energía de Ionización

4411,3 kJ/mol

Afinidad Electrónica

48,4 kJ/mol

Radio Atómico

2,35 Å

Radio Covalente

2,03 Å

Radio Iónico

K+1 = 1,33 Å

Volumen Atómico

45,46 cm³/mol

Polarizabilidad

43,4 ų

Electronegatividad (Pauling)

0,82

 

Impacto ambiental. El metal se oxida en cuanto se le expone al aire y reacciona violentamente con agua, produciendo hidróxido de potasio e hidrógeno gas. Debido a que el hidrógeno producido en la reacción con el agua arde espontáneamente, el potasio se almacena siempre bajo un líquido, como la parafina, con la que no reacciona.

 

Impacto económico. Se usa, junto con el sodio, como refrigerante en las plantas eléctricas nucleares. Los compuestos tienen muchos usos: el bromuro y el yoduro se emplean en medicina y en fotografía, el clorato en la fabricación de algunos explosivos y de las cerillas, el sulfato se emplea como fertilizante para la agricultura, el hidróxido se emplea para fabricar jabones blandos. También se usan compuestos de potasio en la industria del vidrio, las medicinas, las pilas eléctricas, así como también en la industria de las pinturas y tinturas (dicromato de potasio).

Estado nativo. Debido a su reactividad, no se encuentra libre en la naturaleza, sino en minerales como la carnalita, la silvina y la mica. Ocupa el 8º lugar en orden de abundancia en la corteza terrestre.

Calcio.

Características e importancia.Es un metal blanco, blando, que se puede cortar con un cuchillo siendo el corte parecido al del plomo.

Se combina fácilmente con el oxígeno por lo que su brillo desaparece al estar en contacto con el aire. Las sales de calcio dan color rojo ladrillo a la llama.

 

Masa Atómica

40,078 uma

Punto de Fusión

1113 K

Punto de Ebullición

1757 K

Densidad

1,5500 kg/m³

Dureza (Mohs)

1,5

Potencial Normal de Reducción

- 2,87 V Ca2+ | Ca

Conductividad Térmica

201,00 J/m s ºC

Conductividad Eléctrica

255,8 (mOhm.cm)-1

Calor Específico

622,82 J/kg ºK

Calor de Fusión

9,3 kJ/mol

Calor de Vaporización

151,0 kJ/mol

Calor de Atomización

178,0 kJ/mol de átomos

Estados de Oxidación

+2

1ª Energía de Ionización

589,8 kJ/mol

2ª Energía de Ionización

1145,4 kJ/mol

3ª Energía de Ionización

4911,8 kJ/mol

Afinidad Electrónica

0 kJ/mol

Radio Atómico

1,97 Å

Radio Covalente

1,74 Å

Radio Iónico

Ca+2 = 0,94 Å

Volumen Atómico

29,9 cm³/mol

Polarizabilidad

22,8 ų

Electronegatividad (Pauling)

1

 

Impacto ambiental. El yeso (sulfato de calcio hidratado) también tiene aplicaciones conocidas por todos. El mármol (carbonato de calcio) se utiliza como material ornamental en la construcción y en estatuaria.

Impacto económico. Se usa en algunas aleaciones por ejemplo con el plomo dándole mayor dureza y como reductor para extraer ciertos metales como torio, vanadio, uranio y circonio. El calcio metálico se utiliza para eliminar el azufre y sus compuestos en el proceso de refinado de aceites.

Sus compuestos tienen muchas aplicaciones. En los procesos de síntesis en química orgánica se usa para desecar (eliminar el agua) los disolventes tales como alcoholes. Se utilizan ampliamente como excipiente en la fabricación de tabletas. Por encima de un 99% de una tableta puede ser sulfato de calcio. La cal viva se utiliza como material refractario en hornos y en la construcción para la preparación del mortero. El yeso (sulfato de calcio hidratado) también tiene aplicaciones conocidas por todos. El mármol (carbonato de calcio) se utiliza como material ornamental en la construcción y en estatuaria.

Estado nativo. El calcio no se encuentra libre en la naturaleza, pero sus compuestos son muy abundantes y de singular importancia. Ocupa el 5º lugar en orden de abundancia en la corteza terrestre.

Escandio.

Características e importancia. El escandio es un elemento metálico de color gris plateado y blando del que se conocen 11 isótopos. Por su configuración electrónica tiene propiedades semejantes a las de los lantánidos de los que se diferencia porque su fluoruro da fluosales con los fluoruros alcalinos. Forma sales incoloras trivalentes parecidas a las del aluminio que tienden a formar complejos. Su óxido Sc2 O3 ,de color blanco, tiene un débil carácter básico aunque da lugar a un carbonato (Sc2(CO3)3 ). Se encuentra en minerales de estaño y wolframio.

Masa Atómica

44,95591 uma

Punto de Fusión

1814 K

Punto de Ebullición

3104 K

Densidad

2989 kg/m³

Potencial Normal de Reducción

- 2,03 V Sc3+ | Sc

Conductividad Térmica

15,80 J/m s ºC

Conductividad Eléctrica

16,2 (mOhm.cm)-1

Calor Específico

543,40 J/kg ºK

Calor de Fusión

15,9 kJ/mol

Calor de Vaporización

305,0 kJ/mol

Calor de Atomización

378,0 kJ/mol de átomos

Estados de Oxidación

+1, +2, +3

1ª Energía de Ionización

631 kJ/mol

2ª Energía de Ionización

1235 kJ/mol

3ª Energía de Ionización

2389 kJ/mol

Afinidad Electrónica

18,1 kJ/mol

Radio Atómico

1,62 Å

Radio Covalente

1,44 Å

Radio Iónico

Sc+3 = 0,81 Å

Volumen Atómico

15 cm³/mol

Polarizabilidad

17,8 ų

Electronegatividad (Pauling)

1,36

 

Impacto ambiental. El escandio existe en algunos minerales escasos, como por ejemplo, la wolframita. Ocupa el lugar 31 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre.

 

Impacto económico. Se emplea en la fabricación de luces de gran intensidad y como rastreador en las refinerías de petróleo. También se utiliza en la construcción de naves espaciales por su gran ligereza y su elevado punto de fusión.

Estado nativo. Es más abundante en el Sol que en la Tierra en la que ocupa el lugar 31º en orden de abundancia. Normalmente lo encontramos asociado al wolframio y al estaño en yacimientos de Madagascar y de la península escandinava.

 

Titanio.

Características e importancia. En estado compacto es un metal blanco brillante muy duro, sumamente quebradizo en frío, pero fácilmente maleable y dúctil al rojo.

El titanio puro es soluble en el agua caliente y en los ácidos sulfúrico, nítrico, clorhídrico y fluorhídrico, e insoluble en agua fría. El titanio reacciona con el oxígeno a 610º C para formar dióxido de titanio, y con el nitrógeno a 800º C para formar nitruro de titanio (TiN). Con los halógenos también reacciona en caliente formando sales como tetracloruro de titanio (TiCl4), tricloruro de titanio, TiCl3 y dicloruro de titanio TiCl2.

Masa Atómica

47,867 uma

Punto de Fusión

1933 K

Punto de Ebullición

3560 K

Densidad

4540 kg/m³

Potencial Normal de Reducción

- 0,86 V TiO2+ | Ti solución ácida

Conductividad Térmica

21,90 J/m s ºC

Conductividad Eléctrica

23,8 (mOhm.cm)-1

Calor Específico

526,68 J/kg ºK

Calor de Fusión

20,9 kJ/mol

Calor de Vaporización

429,0 kJ/mol

Calor de Atomización

470,0 kJ/mol de átomos

Estados de Oxidación

-1, +2, +3 , +4

1ª Energía de Ionización

658 kJ/mol

2ª Energía de Ionización

1310,3 kJ/mol

3ª Energía de Ionización

2652,5 kJ/mol

Afinidad Electrónica

7,6 kJ/mol

Radio Atómico

1,47 Å

Radio Covalente

1,32 Å

Radio Iónico

Ti+2 = 0,90 Å
Ti+3 = 0,79 Å
Ti+4 = 0,68 Å

Volumen Atómico

10,64 cm³/mol

Polarizabilidad

14,6 ų

Electronegatividad (Pauling)

1,54

 

Impacto ambiental. El titanio es uno de los elementos más fuertes que hay y se emplea como sustituto de el aluminio.

Impacto económico. Debido a sus propiedades, el titanio se usa en aleaciones metálicas y como sustituto del aluminio. Aleado con Al y V, el titanio se usa en industria aeronáutica y aeroespacial en recubrimientos contra incendios, paneles exteriores, componentes de los trenes de aterrizaje, tubos hidráulicos, apoyos y alojamientos de los motores  cuchillas de los turbinas compresoras y discos de freno.

También se utiliza en cirugía para la colocación de prótesis óseas al no ser rechazado por el organismo. Se usa en los intercambiadores de calor en las plantas desalinizadoras a causa de su capacidad para resistir la corrosión en aguas saladas. En metalurgia, las aleaciones de titanio son empleadas para quitar oxígeno y nitrógeno de los metales fundidos. El dióxido de titanio, conocido como blanco de titanio, es un pigmento blanco brillante usado en pinturas, lacas, plásticos, papel, tejidos y gomas.

Estado nativo. Figura el noveno en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre pero no se encuentra nunca en estado puro. Se presenta como un óxido en los minerales ilmenita (FeTiO3), rutilo (TiO2 ) y titanita (CaO·TiO2•SiO2).

Vanadio.

Características e importancia. Es un metal de color gris plateado brillante, no muy duro y dúctil en estado puro. Se vuelve quebradizo y duro mediante la adición de impurezas como hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. No se oxida en frío al contacto con el aire y resiste a la corrosión del agua incluso a la del mar. En caliente se combina con el oxígeno, el cloro y el nitrógeno. El vanadio es soluble en los ácidos nítrico y sulfúrico e insoluble en el ácido clorhídrico, el hidróxido de sodio diluido, y alcohol diluido.

El vanadio forma varios óxidos de carácter ácido, los más importantes de los cuales son el trióxido, V2 O3 , verde oscuro y el pentóxido V2O5 de color naranja. Otros compuestos importantes son el monosulfuro de vanadio (VS), el trisulfuro de vanadio (V2S3), el dicloruro de vanadio (VCl2), el tricloruro de vanadio (VCl3), el dihidróxido de vanadio (V(OH)2) y el ácido metavanádico, HVO3 .

Masa Atómica

50,9415 uma

Punto de Fusión

3653 K

Punto de Ebullición

3380 ºC

Densidad

6110 kg/m³

Potencial Normal de Reducción

- 0,24 V VO2+ | V solución ácida

Conductividad Térmica

30,70 J/m s ºC

Conductividad Eléctrica

39,4 (mOhm.cm)-1

Calor Específico

501,60 J/kg ºK

Calor de Fusión

17,6 kJ/mol

Calor de Vaporización

459,0 kJ/mol

Calor de Atomización

514,0 kJ/mol de átomos

Estados de Oxidación

-1, +1, +2, +3 , +4, +5

1ª Energía de Ionización

650,3 kJ/mol

2ª Energía de Ionización

1413,5 kJ/mol

3ª Energía de Ionización

2828 kJ/mol

Afinidad Electrónica

50,7 kJ/mol

Radio Atómico

1,34 Å

Radio Covalente

1,22 Å

Radio Iónico

V+2 = 0,86 Å
V+3 = 0,74 Å
V+5 = 0,59 Å

Volumen Atómico

8,78 cm³/mol

Polarizabilidad

12,4 ų

Electronegatividad (Pauling)

1,63

 

Impacto ambiental. El vanadio ocupa el lugar 19 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Nunca se encuentra en estado puro, sino que existe combinado en varios minerales, carbones y petróleos, sobre todo en los petróleos de México y Venezuela.

Impacto económico. Por su dureza y resistencia a la tensión, se usa en muchas aleaciones como ferrovanadio, V-Ni y V-Cr. Los aceros cromo-vanadio se usan en la fabricación de muelles, engranajes de transmisión y otras partes de los motores.

La aleación Ti-V se emplea en los cascos de los cohetes, en alojamientos de los motores de aviones reactores y para componentes de los reactores nucleares. Reemplaza al platino, como catalizador, en la fabricación de ácido sulfúrico y se emplea como agente reductor y como desecante en algunas pinturas.

Estado nativo. Ocupa el 19º lugar en abundancia. No se encuentra libre en la naturaleza, sino en combinación en diversos minerales en todo el mundo como vanadinita (Pb5(VO4)3Cl) y carnotita V2O5•UO3•K2O·3H2O. Los productores más importantes de vanadio son Estados Unidos, Federación Rusa y Sudáfrica.

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