Elementos Químicos Clave: Propiedades y Aplicaciones Industriales de los Grupos 1A, 2A, 13A y 14

Grupo 1A: Metales Alcalinos

Configuración Electrónica Externa: ns¹

Propiedades Generales

• Son metales **blandos** y **maleables**.
• Presentan **bajos puntos de fusión**.
• Son **excelentes conductores eléctricos y térmicos**.
• Tienen **bajas densidades**.
• Son **muy reactivos** y no se encuentran en su forma elemental en la **naturaleza**.
• Se encuentran combinados con **halogenuros**, **sulfatos**, **carbonatos** y **silicatos**.
• Forman **compuestos iónicos**.
• Son **potentes reductores**.
• Reaccionan con la mayoría de los **no metales**.

Litio (Li)

Características Específicas

• Por su **baja densidad**, es el metal más liviano que existe.
• Usualmente se lo encuentra combinado con **silicatos**.
• Es el más **reductor** de todos los metales alcalinos.
• Es el más **corrosivo** en estado líquido.

Obtención

• Se obtiene por **electrólisis** de sus **sales fundidas**.
• Puede reaccionar con **dinitrógeno (N₂) espontáneamente**.

Usos

• El uso más frecuente es para la fabricación de **pilas y baterías**.
• Por su elevado **potencial redox** y **ligereza**, se obtiene una alta **densidad de energía**.
• Las **aleaciones de Litio** se utilizan en la industria **aeroespacial y aeronáutica**.
• Se emplea como **lubricante** muy estable a altas temperaturas y que no se endurece a bajas temperaturas, de larga duración y alta **resistencia a la corrosión**.
• **Fármacos de Litio** se utilizan para el tratamiento de diversas enfermedades.

Grupo 2A: Metales Alcalinotérreos

Configuración Electrónica Externa: ns²

Propiedades Generales

• Son metales **blandos**, pero más duros que los metales alcalinos.
• Presentan un color **blanco o plateado**.
• Poseen **mayor densidad** y **energía de ionización** que el Grupo 1, al tener menor radio atómico.
• La **energía de ionización** decrece al aumentar el radio atómico (dentro del grupo).

Berilio (Be)

Características Específicas

• Se encuentra como **mineral semiprecioso** que lleva su nombre: **Be₃Al₂ (Berilo)**.

Obtención

• Se obtiene por **hidrólisis** de una mezcla fundida de **BeCl₂ y NaCl** o **BeF₂ y NaF**.
• El **fluoruro de berilio** se obtiene por calentamiento de la roca con **hexafluorosilicato de sodio (Na₂SiF₆)**.

Usos

• Por su elevada **resistencia a la corrosión** y su **ligereza**, es utilizado en **aleaciones** para producir **instrumentos de precisión**, **aeronaves** y **misiles**.
• Las **aleaciones berilio-cobre** no producen chispas pero conducen la electricidad, siendo muy utilizadas en:
  • Partes móviles críticas de aviones.
  • Componentes clave de instrumentos de precisión.
  • Computadoras mecánicas.
  • Reveladores eléctricos.
  • Obturadores de cámaras fotográficas.
  • Martillos, llaves y otras herramientas empleadas en refinerías petroleras y otras plantas donde una chispa producida por piezas de acero puede ocasionar una explosión o un incendio.
• Se utiliza como **moderador en reactores nucleares**.

Grupo 13A: Boroideos

Configuración Electrónica Externa: np¹

Boro (B)

Características y Presencia

• Es **poco abundante** en la corteza terrestre.
• Existe abundantemente en el **mineral bórax**.
• También se lo encuentra como **kernita** y **colemanita**.
• Forma parte de la **turmalina** (aproximadamente 10%).
• Se encuentra como **H₃BO₃ (ácido bórico)** en emanaciones gaseosas volcánicas.
• El **punto de fusión del Boro** es muy alto.
• El Boro es **químicamente inerte**, salvo a altas temperaturas.

Obtención

• Primero se transforma en **ácido bórico B(OH)₃** y luego en **óxido de boro (B₂O₃)**.

Usos

• Preparación de **vidrios borosilicatados**, conocidos por su **durabilidad**, **resistencia química** y **calórica**.
• El **boro amorfo** se usa en **fuegos pirotécnicos** por su característico **color verde**.
• El **bórax** se utiliza en:
  • **Limpiadores** como **detergentes**.
  • **Suavizantes** con propiedades **antisépticas y antibacterianas**.
  • También es utilizado como **pesticida**.

Grupo 14: Carbonoideos

Configuración Electrónica Externa: np²

Características Generales

• Presentan características muy diversas y de mucho interés **biológico e industrial**.

Silicio (Si)

Presencia

• Se encuentra mayormente en forma de **silicatos** (compuestos más frecuentes: 95% de la **litosfera** y el 26% de la **corteza terrestre**).
• El más común es el **sílice**, formando **cuarzos** o parte de la **arena**.

Usos

• Fabricación de **vidrio**.
• Componente esencial en **circuitos integrados** y **chips de computadoras**.
• Producción de **paneles solares**.
• Utilizado en distintas **arcillas** para, por ejemplo, **porcelana**.