Química Inorgánica

La Química Inorgánica es la rama de la Química General que se encarga del estudio y clasificación de las llamadas “sustancias minerales” del universo.

Los alquimistas, en su aún escaso conocimiento de los elementos, clasificaron lo existente en “materia viva”, “materia mineral” y “formas de energía”.

Las formas de energía quedaron destinadas a ramas de la física, como la Termodinámica, entre cuyas subdivisiones está la Termoquímica, que estudia las manifestaciones de energía en las reacciones químicas.

La “materia viva” y toda aquella sustancia que lleve implicado al elemento Carbono como unidad estructural, es objeto de estudio de la llamada Química Orgánica. Toda la variedad posible de compuestos químicos orgánicos viene organizada en esta gran rama de la Química General.

La “materia mineral”, en cuanto al elemento Carbono, abarca sólo sus formas alotrópicas, Diamante, Grafito y Carbón, y estudia sus aplicaciones en Instrumentos de Corte, Escritura y Combustiones, respectivamente.

Las sustancias minerales son aquellas que están constituidas por el resto de los elementos de la tabla periódica, abarcando así los Alcalinos, los Alcalino-Térreos, los Térreos, el resto de la familia del Carbono, la Familia del Nitrógeno, a Familia del Oxígeno, los Halógenos, los Gases Nobles, los Metales de Transición, los Lantánidos y los Actínidos.

Características de la Química Inorgánica

La Química Inorgánica estudia la naturaleza y las interacciones de los elementos anteriores, entre sí y con las formas de energía, y su aprovechamiento en fenómenos como la conducción de energía eléctrica, la conducción de calor, el aislamiento térmico, la metalurgia y la siderurgia.

Muchas sustancias estudiadas por la Química Inorgánica tienen Enlaces iónicos, lo que significa que al disolverse en agua se disocian en sus partículas con cargas positiva y negativa. A estas mezclas se les llama Soluciones Electrolíticas. El electrólito es el líquido que contiene todas las partículas cargadas de la sustancia iónica.

Las Sustancias Inorgánicas

Ya se sabe que la materia inorgánica es la que no contiene el elemento Carbono como unidad estructural, sino cualquiera de los otros elementos de la tabla periódica, manifestándose en una gran gama de combinaciones posibles. A continuación se enlistan los elementos y compuestos más importantes de la gran clasificación inorgánica, con su descripción general. 

Metales

Los metales son elementos que tienen una estructura ordenada, lo que los vuelve resistentes al esfuerzo mecánico ordinario; a excepción del Mercurio (Hg), que es líquido. Generalmente son buenos conductores de la electricidad y del calor, como el Oro (Au), la Plata (Ag), el Platino (Pt) y el Cobre (Cu). Muchos de ellos son maleables (moldeables hasta planchas delgadas) y dúctiles (se pueden convertir en alambres, presionándolos). Los metales abarcan algunos de los elementos de los grupos IA y IIA, los grupos B de los metales de transición y las tierras raras, que son los lantánidos y los actínidos.

No Metales

Los No Metales son elementos entre quebradizos y pulverulentos, de reactividad intermedia, capaces de mezclarse con los metales por el número de electrones que tienen en su última capa. También se asocian en numerosas formas con el átomo de Oxígeno, formando una gama de óxidos no metálicos con propiedades bien definidas.

Metaloides

Los metaloides son los elementos ubicados en una región limitada entre los grupos IIIA y VA. Poseen características intermedias de metales y no metales. El Silicio y el Germanio, por ejemplo, funcionan como elementos Semiconductores, los mejores para generar componentes computacionales eficientes. El Arsénico es conocido por representar peligros para la salud humana, por encontrarse como depósito en los pozos de agua de consumo después de un tiempo de explotación. Algunas manifestaciones del Boro se utilizaban en el antiguo Egipto para embalsamar, y en Roma para la fabricación de cristal. También es semiconductor. 

Gases Reactivos y Gases Nobles

Dentro de los elementos químicos, se puede llamar Gases Reactivos a los gases como el Nitrógeno, el Oxígeno, el Cloro, por ejemplo. Son capaces de mezclarse con Metales y No metales, formando una amplia variedad de compuestos, como Nitruros, para el Nitrógeno; Óxidos, Anhídridos y Oxisales para el Oxígeno; Cloruros, para el Cloro.

Dentro de las Oxisales se encuentran los Nitritos y los Nitratos, compuestos que abarcan la combinación de Nitrógeno y Oxígeno con los metales. Y también dentro de las Oxisales se encuentran los Hipocloritos, Cloritos, Cloratos y Percloratos, productos de la combinación de Cloro y Oxígeno con los metales.

Los Gases Nobles o Gases Inertes, son el grupo VIIIA, que comprende los gases Helio, Neón, Argón, Kriptón, Xenón y Radón. Al tener ocho electrones en su última capa, estos no tienen la tendencia a reaccionar. No buscan los electrones de otros átomos para completarse en la formación de un compuesto. 

Elementos Radiactivos

Los elementos radiactivos son aquellos que tienen un número de protones y electrones principal, pero son inestables, por lo que poco a poco van deshaciéndose, para estabilizarse poco a poco. Cuando se deshacen, pueden liberar partículas alfa, que son átomos de helio, o partículas beta o gamma. Dado que se quitan de encima protones y electrones, resultará que el átomo final será uno de menor número atómico.

La radiactividad proporciona una energía limpia y con un gran potencial para ser aprovechada, pero por ser tan arriesgado su manejo por humanos, y tan peligrosa su inestabildad, se ha dejado de lado hasta que se desarrollen equipos que la confinen de la forma más segura.

Sales

Las sales se componen generalmente de un elemento metálico y otro no metálico. Tienen una estructura cristalina generada por ambos elementos. Son los compuestos iónicos por excelencia. Al entrar en contacto con Agua, se disocian muy fácilmente, dispersándose como cargas positivas y negativas, que sirven, con ayuda de una fuente eléctrica, para sostener un flujo de electrones.

Dentro de la categoría de las sales, podemos encontrar las Oxisales, que son la combinación de un metal con una partícula llamada Radical, por ejemplo el Clorato (ClO₃^-), cargada negativamente, y que contiene uno o más átomos de Oxígeno presentes.

Hay también Sales múltiples, que implican un Radical y dos o más metales para que las cargas se compensen entre sí. Por ejemplo: Sulfato de Aluminio y Potasio [KAl(SO₄)₂].

Óxidos

Los Óxidos resultan de la combinación del elemento Oxígeno con metales y no metales. En los metales resultan de un proceso de corrosión, en el que el material se va degradando y transformando en polvo de color rojizo, si se trata del metal Hierro, o azul turquesa si se trata del metal Cobre, por ejemplo. En los no metales, los óxidos pueden ser también pulverulentos, como los óxidos de Fósforo, o gases, como los de Nitrógeno.

Ácidos

Los Ácidos se caracterizan por la presencia de Hidrógeno en su molécula. Son más reactivos cuando se encuentran en solución, pues el Hidrógeno iónico cargado positivamente se encontrará disperso en el disolvente, revuelto con las partículas cargadas negativamente que lo compensaban. Si están en solución concentrada, los ácidos tienen un marcado carácter corrosivo, lo que los convierte en materiales peligrosos.

Dentro de los ácidos, se encuentran los Hidrácidos, que contienen Hidrógeno y un elemento no metálico; y los Oxiácidos, que llevan al Hidrógeno acompañado de un Radical, que contiene Oxígeno.

Los ácidos se caracterizan por mantener un potencial de Hidrógeno (pH) entre 1 y 6.

Hidróxidos

Los Hidróxidos son la combinación de un Metal con un grupo Hidroxilo. Un grupo Hidroxilo es la combinación de un átomo de Oxígeno con uno de Hidrógeno (OH-). De manera que una molécula de Hidróxido está conformada por un Metal, un átomo de Oxígeno y otro de Hidrógeno.

Tienen una reactividad similar a la de los Ácidos, activándose mejor en solución concentrada. Su característica distintiva es que producen un potencial de Hidrógeno (pH) entre 8 y 14.

Además, entre Ácidos e Hidróxidos se neutralizan. Si reaccionan entre sí en misma cantidad y proporción, se dejará un pH neutro de 7. En otro caso, se dejará un pH más inclinado al que deja la especie predominante.