Tabla periódica elementos 1-20

Muchos de los cohetes más grandes que despegan de la Tierra funcionan con hidrógeno líquido como combustible. La belleza del hidrógeno es que es el más ligero de todos los combustibles y arde con extrema intensidad con oxígeno. El cohete que se muestra aquí es el “Delta Heavy Lift Rocket”. Los cilindros gigantes a la derecha e izquierda del cohete central principal están llenos de hidrógeno y oxígeno, líquidos extremadamente fríos.

Cuando el hidrógeno se quema con oxígeno líquido, la temperatura de la reacción alcanza más de 3,038 °C (5,500 °F). El hidrógeno no sólo es liviano, sino que también se encuentra entre los mejores combustibles al proporcionar la mayor cantidad de sustentación por la cantidad de combustible quemado.

Los científicos e ingenieros han estado trabajando en un tipo de batería para automóviles, autobuses y camiones llamada celda de combustible de hidrógeno. La celda de combustible utiliza un tanque de gas hidrógeno comprimido (H₂) y oxígeno del aire para producir electricidad para hacer funcionar el motor eléctrico del vehículo. El escape producido por una celda de combustible de hidrógeno es simplemente agua.

La ventaja de un coche de celda de combustible sobre un coche eléctrico más común es que se puede repostar rápidamente con hidrógeno en lugar de tardar el largo tiempo necesario para recargar una batería eléctrica. Pero actualmente no hay muchos lugares donde reabastecer hidrógeno y es mucho más caro que el costo de recargar la batería de un coche eléctrico estándar.

Otro gran problema con el hidrógeno como combustible es la energía necesaria para obtenerlo. El hidrógeno está unido al oxígeno del agua y al carbono del petróleo y del gas natural. Se necesita energía para separar el hidrógeno de estos otros átomos. La energía suele proceder de la quema de combustibles fósiles. Entonces, aunque el escape de un automóvil de hidrógeno es agua, para empezar, se produjeron algunos gases de escape nocivos para el medio ambiente para obtener hidrógeno.

Todavía queda mucho trabajo por hacer para que los automóviles con celda de combustible de hidrógeno sean los automóviles con bajas emisiones del futuro.

Es posible que hayas visto una botella de plástico marrón con peróxido de hidrógeno en tu casa. La mayor parte del peróxido de hidrógeno que se utiliza en casa tiene una concentración del 3%, lo que significa que hay un 97% de agua y un 3% de peróxido de hidrógeno.

Una molécula de peróxido de hidrógeno está formada por dos átomos de hidrógeno y dos átomos de oxígeno. Tiene una fórmula molecular de H₂O₂.

El peróxido de hidrógeno se almacena en botellas marrones porque la luz puede hacer que las moléculas reaccionen y se descompongan en agua y oxígeno gaseoso.

La mayoría de los elementos de la Tierra se originaron hace miles de millones de años a partir del Big Bang o más tarde de la explosión de estrellas llamadas supernovas. Pero el helio es diferente.

El helio que se encuentra en la Tierra se produce a partir de un proceso llamado desintegración radiactiva. La desintegración radiactiva ocurre cuando átomos pesados ​​como el uranio o el plutonio liberan partículas de su núcleo, lo que los convierte en un átomo más liviano.

En las profundidades subterráneas, el uranio y el plutonio se desintegran liberando partículas compuestas por dos protones y dos neutrones llamadas partículas alfa. ¡Dos protones y dos neutrones es lo mismo que un núcleo de un átomo de helio! Estos núcleos de helio captan electrones y se convierten en átomos de helio. Los átomos de helio producidos de esta manera quedan atrapados bajo tierra en bolsas de gas natural. El gas es extraído y purificado y el helio es recogido y almacenado.

Pero el suministro de helio puede ser un problema. El helio es extremadamente liviano y no se une químicamente a otras sustancias. Entonces, una vez que el helio llega a la superficie de la Tierra, puede flotar fácilmente en el aire y eventualmente escapar de la atracción gravitacional de la Tierra. Es el único elemento de toda la tabla periódica que puede abandonar el planeta por sí solo.

El helio líquido es un ingrediente clave en el equipo científico más grande del mundo, llamado Gran Colisionador de Hadrones. El colisionador es un túnel circular gigante de casi 17 millas de diámetro, en la frontera entre Francia y Suiza.

El túnel alberga el acelerador de partículas más potente del mundo. Utiliza potentes electroimanes superconductores, enfriados en helio líquido, para acelerar los protones hasta casi la velocidad de la luz.

Dos rayos de partículas viajan en direcciones opuestas y luego chocan entre sí, rompiéndose en partículas más pequeñas.

A través de estos experimentos, los científicos aumentan nuestra comprensión sobre las partículas fundamentales que componen toda la materia.

El aire que respiramos en nuestra vida cotidiana normal está compuesto aproximadamente por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y aproximadamente un 1 % de otros gases, incluidos argón, vapor de agua, dióxido de carbono y algunos otros.

Pero para los buceadores que necesitan sumergirse profundamente en el agua, los gases en su tanque deben ser diferentes. Al bucear a gran profundidad, el cuerpo está bajo mucha presión. A presiones más altas, la sangre absorbe más nitrógeno y oxígeno que a presiones más bajas en inmersiones poco profundas y en tierra firme.

El mayor peligro en estas condiciones es absorber demasiado nitrógeno, que puede ser venenoso en niveles elevados. Para el buceo en aguas profundas, el gas helio se mezcla con nitrógeno y oxígeno para reducir la concentración de nitrógeno que podría ingresar al torrente sanguíneo. Para inmersiones muy profundas, es posible que el tanque de buceo no contenga nada de nitrógeno, pero sí un 78% de helio mezclado con un 22% de oxígeno.

La mayoría de las sustancias utilizadas para crear colores en los fuegos artificiales contienen átomos metálicos, como litio, bario, cobre y sodio.

Cuando los átomos o moléculas que contienen estos metales se calientan lo suficiente, producen un color de luz particular. Diferentes sustancias emiten diferentes colores. Los rojos se producen a partir de compuestos que contienen los metales estroncio o litio. El bario emite verde, el cobre produce azul y el sodio emite amarillo y naranja.

Otra sustancia hecha de litio, silicio y oxígeno se utiliza para aplicaciones especiales en odontología. El material, llamado disilicato de litio, se utiliza para empastes y para reparar dientes rotos o agrietados. Es mucho más resistente que el material que se usaba anteriormente y puede igualar mejor el color de los dientes circundantes.

El litio se usa en medicamentos que interactúan con el cerebro para ayudar en el tratamiento de ciertas afecciones graves de salud mental. Muchos estudios han demostrado que el litio puede ayudar a estabilizar el estado de ánimo de las personas que padecen una afección llamada trastorno bipolar. Los científicos no están seguros exactamente de cómo funciona el litio, pero creen que tiene un efecto sobre la forma en que las células nerviosas del cerebro y el cuerpo envían y reciben mensajes.

El berilio combinado con oxígeno produce un compuesto llamado óxido de berilio (BO) que es muy bueno para absorber calor. Esto hace que el óxido de berilio sea útil para evitar que ciertos tipos de equipos se sobrecalienten y funcionen mal. Esto es especialmente útil en láseres muy sensibles utilizados para cirugía ocular y de otro tipo.

Cuando se utiliza un láser, sólo una parte de la energía se convierte en rayo láser. El resto se convierte en calor. Si el láser se calienta demasiado, es posible que el rayo láser no sea lo suficientemente potente o emita el tipo de luz incorrecto. El óxido de berilio es el material mejor conocido por absorber este calor extra. Por eso, el óxido de berilio se utiliza para montar y rodear las piezas del láser para que no se sobrecalienten y puedan funcionar correctamente.

Un problema con el berilio es que no es saludable respirar el polvo del berilio o que el polvo entre en contacto con la piel. Esto es un problema cuando los trabajadores cortan, muelen o lijan berilio para un uso particular. La fábrica debe hacer todo lo posible para mantener el polvo de berilio por debajo de cierto nivel y hacer que los trabajadores usen máscaras y ropa protectora.

Los efectos más comunes para la salud por respirar polvo de berilio son problemas pulmonares que pueden variar desde dificultad para respirar hasta cáncer de pulmón. Desde que se descubrió este problema en la década de 1970, los lugares de trabajo han implementado muchas regulaciones para proteger a los trabajadores de los peligros del polvo de berilio.

El berilio se combina con aluminio para formar una aleación de metal muy resistente y liviana. El berilio-aluminio mantiene su forma bajo tensiones extremas de temperatura, vibración, presión atmosférica y exposición a condiciones duras.

Las propiedades únicas del berilio-aluminio lo convirtieron en el material perfecto para diferentes partes de dos vehículos espaciales enviados a explorar la superficie de Marte en el 2003. Los vehículos exploradores se llamaron Spirit y Opportunity.

Los vehículos exploradores fueron diseñados para explorar diferentes zonas de Marte durante unos tres meses. En cambio, ¡Spirit duró siete años y Opportunity duró quince años! Cada vehículo explorador recopiló imágenes y datos que ayudaron a los científicos a comprender la historia de Marte y si alguna vez pudo haber existido vida allí de alguna forma.

El boro se usa para producir una sustancia que puede estirarse, rebotar, fluir y sentirse realmente extraña – ¡slime! El “slime” generalmente se elabora a partir de un polvo para lavar ropa llamado Bórax disuelto en agua y una solución de pegamento de Elmer en agua.

El bórax se elabora a partir de una sustancia llamada borato de sodio que contiene boro. Cuando el borato de sodio se disuelve en agua, se forman iones que contienen boro. Un ion tiene una o más cargas positivas o negativas. El ion que contiene boro, llamado ion borato, tiene tres cargas negativas que resultan útiles para producir “slime”.

El pegamento de Elmer contiene moléculas largas llamadas polímeros que pueden fluir entre sí en el pegamento. Cuando se agrega la solución de bórax a la solución de pegamento, las partes negativas de los iones de borato se unen a las partes positivas de las moléculas de polímero del pegamento. Esto evita que las moléculas fluyan unas sobre otras con tanta facilidad. Cuando suficientes moléculas de polímero se unen de la manera correcta, la solución de pegamento pasa de ser muy líquida a algo gomoso que llamamos “slime”.

Existe un tipo de imán muy potente y con un nombre difícil de pronunciar. Se llama imán de neodimio (NEE-O-Dim-EE-UM). El neodimio es un elemento de la tabla periódica (número atómico 60). Estos imanes superfuertes son una aleación hecha de neodimio (Nd), hierro (Fe) y boro (B).

Los imanes son tan fuertes que pueden levantar unas 1,000 veces su propio peso. Estos imanes se utilizan en teléfonos móviles, computadoras, automóviles eléctricos, micrófonos y más.

El boro desempeña un papel importante en la reducción de los daños a la propiedad y las lesiones provocadas por incendios. Un compuesto que contiene boro y oxígeno, llamado ácido bórico, puede ayudar a evitar que ciertos materiales se quemen y ardan sin llama. El ácido bórico no se utiliza en la ropa, pero se añade al material de algodón de los colchones y a ciertos tipos de aislamiento del hogar y a la madera.

Otro compuesto elaborado a partir de boro y zinc se utiliza para hacer que los plásticos sean menos inflamables. Este compuesto se utiliza en el aislamiento plástico de cables eléctricos, piezas de plástico de automóviles y alfombras fabricadas con materiales sintéticos.

Ambos compuestos de boro dificultan que los materiales ardan sin llama y se quemen sin control, lo que hace que nuestros hogares y nuestras vidas sean más seguros.

El diamante está compuesto de átomos de carbono arreglados y unidos entre sí de una manera que le da al diamante su increíble resistencia. Cuando pensamos en diamantes, por supuesto, pensamos en joyas, pero el diamante tiene otro uso muy importante. Las cuchillas de sierra, brocas y muelas abrasivas especiales tienen trozos muy pequeños de diamante incrustados en el metal u otro material del que están hechos.

Si miras de cerca la imagen, puedes ver pequeños golpes en la superficie de la cuchilla de sierra. Estas son los chips de diamantes que permiten que la cuchilla corte materiales como piedra, cemento o metal mucho mejor que incluso la cuchilla de metal más afilada.

El carbono se usa para crear tubos extremadamente pequeños llamados nanotubos. Un nanotubo está compuesto por una capa de grafito que tiene solo un átomo de espesor. Esta hoja de grafito ultradelgada, llamada grafina, se produce en forma de un tubo con un diámetro de aproximadamente 1/10,000 del grosor de un cabello humano.

Los nanotubos tienen muchas propiedades sorprendentes, pero la que puede tener el mayor impacto es su uso en la tecnología informática. Los nanotubos pueden comenzar a reemplazar los chips de silicio que contienen los pequeños transistores que transmiten señales eléctricas en la computadora. Los nanotubos de carbono pueden adaptarse a más transistores que un chip de silicio del mismo tamaño.

Más transistores equivale a una potencia de procesamiento cada vez más rápida con menos calor producido. Los dispositivos más pequeños, más memoria, velocidades más rápidas, menos sobrecalentamiento y duración de la batería más larga son grandes avances que los nanotubos pueden ofrecer.

Se utiliza una forma de carbono para fabricar filtros muy eficaces para aire, agua y otras sustancias. Es posible que haya oído hablar del carbón “activado” o de los filtros de carbón activado. Estos filtros contienen carbono que ha sido tratado con calor, productos químicos o una combinación para darle al carbón una gran cantidad de poros o espacios extremadamente pequeños. Todos estos espacios de interconexión le dan a cada partícula de carbón activado un enorme número de superficies.

Cuando ciertos tipos de moléculas del aire o el agua entran en contacto con el carbono, las moléculas se adhieren a estas superficies y quedan atrapadas. Se pueden añadir sustancias al carbono activado para que pueda usarse para eliminar las impurezas de diferentes líquidos, como vino, sangre o líquidos en el estómago si se ha ingerido un veneno. También se puede usar como una esponja para almacenar diferentes gases y eliminar contaminantes que salen de las chimeneas de las fábricas.

La pólvora, la nitroglicerina y la dinamita tienen algo en común: todos explotan y todos contienen nitrógeno.

Las explosiones de sustancias que contienen nitrógeno son resultado de reacciones químicas. Estas reacciones liberan grandes cantidades de energía muy rápidamente junto con los gases producidos durante la reacción.

Uno de los gases producidos es el nitrógeno (N₂). En las sustancias de un explosivo, los átomos de nitrógeno están unidos a otros átomos, pero no a otros átomos de nitrógeno. Cuando se produce la explosión, los átomos de nitrógeno se unen a otros átomos de nitrógeno, formando N₂. Este proceso libera una enorme cantidad de energía química en forma de calor, luz, sonido y gases en expansión.

El nitrógeno es un ingrediente clave en la sustancia que se utiliza para inflar la bolsa de aire de un automóvil durante un accidente. La bolsa de aire se llena en aproximadamente 3 centésimas de segundo. ¡Eso es aproximadamente 1/3 del tiempo que tardas en parpadear!

Esta inflación extremadamente rápida es el resultado de una reacción química explosiva que utiliza dos compuestos que contienen nitrógeno. Se trata del azida de sodio (NaN₃), que tiene un átomo de sodio (Na) y tres átomos de nitrógeno (N). El otro es el nitrato de potasio (KNO₃), que tiene un átomo de potasio (K), un átomo de nitrógeno (N) y tres átomos de oxígeno (O).

Cuando estas sustancias se encienden mediante una chispa del sistema de control de la bolsa de aire, se produce una reacción química que libera una ráfaga de gas nitrógeno que infla instantáneamente la bolsa de aire. Así que, con un poco de química e ingeniería inteligente, se pueden salvar vidas más rápido que un abrir y cerrar de ojos.

Los átomos de nitrógeno se encuentran en muchas moléculas biológicas importantes. También se encuentran en la famosa molécula cafeína. La mayoría de la gente sabe que la cafeína está en el café, el té y algunos refrescos. Pero la cafeína no es sólo para que la gente la beba, en realidad cumple una función importante en las plantas en las que se encuentra.

La cafeína se encuentra generalmente en concentraciones más altas en las semillas y hojas de las plantas de café y té, pero también se encuentra en algunas plantas de acebo sudamericanas y en cantidades más pequeñas en muchas otras plantas. Los científicos creen que la cafeína actúa como un pesticida natural para evitar que los insectos se alimenten de la planta.

De hecho, se encuentran altos niveles de cafeína en las plantas de café jóvenes cuando son más vulnerables al ataque de los insectos. La cafeína también se encuentra en el suelo alrededor de las plántulas de café jóvenes en desarrollo. Los científicos creen que la cafeína puede ayudar a evitar que otras plantas de café crezcan cerca, lo que les da a las plantas establecidas una mejor oportunidad de crecer y desarrollarse con menos competencia. Por lo tanto, la cafeína puede ser útil para las personas, pero resulta que también es buena para las plantas que la producen.

Si necesita que un combustible se queme a una temperatura muy alta, la concentración normal de oxígeno en el aire podría no ser lo suficientemente alta como para alcanzar la temperatura objetivo. Para el calor intenso necesario para cortar metal o fundir metales juntos en la soldadura, se agrega una fuente de oxígeno puro al combustible.

En este caso, el combustible es un gas llamado acetileno. En la foto, observe las dos mangueras conectadas a la herramienta de corte, llamada soplete de acetileno. Una manguera es para el acetileno y la otra para el gas oxígeno. Los dos gases trabajan juntos para arder con el calor concentrado extremo de más de 3000 °C o más de 5700 °F.

El ozono en la atmósfera superior, o capa de ozono, absorbe una parte de los rayos ultravioleta del sol. Esto ayuda a proteger a los organismos vivos en la Tierra de los efectos dañinos de la luz ultravioleta. A fines de la década de 1970 se descubrió que las sustancias utilizadas en refrigeradores y en los propulsores de aerosoles contenían sustancias químicas que estaban causando una reducción peligrosa en la capa de ozono. Estas sustancias químicas fueron prohibidas a fines de la década de 1980. La evidencia sugiere que la capa de ozono se ha recuperado y actualmente se encuentra en su nivel más alto desde que se implementó la prohibición de sustancias químicas.

El ozono a nivel del suelo se produce cuando la luz solar hace que los contaminantes de los automóviles, camiones y centrales eléctricas reaccionen químicamente. El ozono resultante puede ser un problema para las personas con asma, los niños, los adultos mayores y las personas que trabajan al aire libre durante períodos prolongados.

El uso de más vehículos eléctricos e híbridos y el uso de más energía renovable para producir electricidad ayudarán a reducir la cantidad de ozono a nivel del suelo.

Algún día, la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) planea enviar astronautas para que aterricen y exploren el planeta Marte. Pero la atmósfera de Marte está compuesta por un 96% de dióxido de carbono (CO₂) y menos de un 1% de oxígeno (O₂). Mientras estén en Marte, los astronautas necesitarán oxígeno para respirar, pero también necesitarán un gran suministro de oxígeno como combustible para el viaje de regreso a la Tierra.

La NASA ha desarrollado y probado un dispositivo en Marte que puede convertir el dióxido de carbono de la atmósfera marciana en oxígeno. El dispositivo se llama “Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment” (Experimento de Utilización de Recursos In Situ del Oxígeno de Marte), o MOXIE para abreviar.

Dado que el dióxido de carbono tiene dos átomos de oxígeno unidos a un átomo de carbono (CO₂), el dispositivo utiliza una reacción química para extraer los átomos de oxígeno del átomo de carbono y producir gas de oxígeno (O₂).

Un átomo de flúor y un átomo de hidrógeno se combinan para formar una molécula llamada fluoruro de hidrógeno (HF). Cuando el fluoruro de hidrógeno se disuelve en agua, se produce un ácido llamado ácido fluorhídrico. El ácido fluorhídrico es un ácido muy fuerte que puede disolver el vidrio. Cuando se desarrolló por primera vez, los científicos se dieron cuenta de que no podían almacenarlo en botellas de vidrio, por lo que utilizaron recipientes hechos de goma.

El ácido fluorhídrico se utilizó para crear las primeras bombillas esmeriladas que producen menos deslumbramiento que las bombillas de vidrio transparente. El ácido fluorhídrico ya no se utiliza para esmerilar las bombillas, pero se utiliza para limpiar y grabar las obleas de silicio que se utilizan en la producción de microchips para computadoras y otros dispositivos digitales.

Durante muchos años, se utilizaron sustancias hechas de cloro, flúor y carbono llamadas clorofluorocarbonos (CFC) en refrigeradores y acondicionadores de aire. También se utilizaban como propulsores en aerosoles y extintores, y en la fabricación de poliestireno.

Pero se descubrió que los CFC que llegan a la atmósfera superior reaccionan con el ozono (O₃) y provocan una reducción de la capa de ozono que nos protege de los rayos ultravioleta nocivos del sol. El uso de CFC para estos fines está prohibido desde 1996 y el agujero en la capa de ozono ha mejorado mucho desde entonces.

Los científicos que trabajan para desarrollar y mejorar los medicamentos han descubierto diferentes formas en que el flúor puede mejorar los medicamentos en estos nuevos fármacos. En ciertos casos, agregar uno o más átomos de flúor a una molécula de fármaco puede permitir que el fármaco esté activo en el cuerpo durante más tiempo y brinde más beneficios al paciente que lo toma. Esto probablemente se debe a que la mayoría de los medicamentos contienen átomos de carbono, y la fuerza del enlace flúor-carbono puede evitar que el medicamento se descomponga demasiado rápido en el cuerpo.

Además, añadir flúor a las moléculas de algunos medicamentos permite que las moléculas ingresen a las células del paciente con mayor facilidad. Esto se debe a que el enlace flúor-carbono le da a la molécula la capacidad de disolverse en las grasas de la membrana celular y entrar en la célula.

El neón constituye solo un porcentaje muy pequeño (.03%) de los gases en la atmósfera de la Tierra. La gran mayoría está compuesta de nitrógeno (78%), oxígeno (21%), argón (menos del 1%) y trazas de otros gases, incluido el neón. Entonces, ¿cómo se obtiene el neón del aire para usarlo en luces de neón, láseres y otros usos?

El neón y otros gases se extraen del aire en un proceso llamado destilación fraccionada. Así es como funciona: se lleva aire a tanques muy grandes y altos. El aire se comprime y se enfría a la temperatura extremadamente baja de aproximadamente -250 °C. A esta temperatura, cada uno de los gases en el aire, incluido el neón, se ha condensado en un líquido. La única excepción es el dióxido de carbono, que se convierte en sólido a -78.5 °C.

Luego, se deja que el tanque se caliente gradualmente. A medida que los líquidos se calientan, cada uno cambia de líquido a gas a una temperatura diferente. Cuando la temperatura alcanza los -246 °C, el neón se transforma en gas y puede extraerse y almacenarse. Luego, a medida que aumenta la temperatura, se extrae y almacena cada gas: a -196 °C se extrae el gas nitrógeno, a -186 °C se extrae el gas argón, a -183 °C se extrae el gas oxígeno.

Por lo tanto, aunque hay un porcentaje muy pequeño de neón mezclado con otros gases, existe una forma de extraerlo para poder aprovechar sus propiedades únicas.

El problema con el helio líquido es que es tan ligero que se necesita mucha cantidad para enfriarlo. Los investigadores están estudiando ahora la posibilidad de utilizar neón líquido. Es más denso que el helio líquido y, aunque su temperatura es ligeramente superior, se necesita menos para alcanzar las temperaturas muy bajas necesarias para los superconductores. Es más caro, pero como puede enfriarse de forma más eficiente que el helio líquido, se está considerando para ciertos usos.

Una luz de neón está hecha de un tubo de vidrio hueco lleno de una pequeña cantidad de gas neón que se esparce por el tubo. Hay un contacto eléctrico en cada extremo del tubo. Cuando se enchufa y se enciende la luz de neón, la electricidad pasa a través del tubo y añade energía a los átomos de neón del interior. Algunos de los electrones de los átomos de neón absorben suficiente energía para saltar fuera del núcleo del átomo. Cuando estos electrones caen de vuelta hacia el núcleo, la energía que absorbieron se emite en forma de luz de un color determinado. En el caso del neón, el color es naranja rojizo.

Otras luces fabricadas con gases como el helio, el argón, el criptón y el zenón funcionan de la misma manera. Todos estos gases emiten su propio color de luz característico.

El sodio es un átomo muy común en las moléculas utilizadas para fabricar jabón y champú. Uno de los ingredientes principales en la elaboración del jabón es el hidróxido de sodio (NaOH), también llamado “lejía”. El hidróxido de sodio es una base fuerte y debe manipularse con mucho cuidado. Cuando se agrega una solución de hidróxido de sodio a una grasa o aceite líquido, se produce una reacción llamada "saponificación" y se forma un jabón sólido.

El sodio también aparece en el champú en una molécula llamada lauril sulfato de sodio. El lauril sulfato de sodio ayuda a que el champú sea espumoso y ayuda a eliminar la suciedad y la grasa del cabello.

La parte de sodio de la molécula tiene carga positiva, mientras que la parte más larga de la molécula no tiene carga. El extremo sin carga se disuelve en aceite y suciedad, mientras que el extremo cargado es atraído por el agua. Cuando se enjuaga el cabello, el agua retira el aceite del cabello para limpiarlo.

Cuando se calienta, el sodio produce una llama amarilla, fuegos artificiales amarillos y el color amarillo de las farolas. Durante muchos años, se ha utilizado una luz llamada lámpara de vapor de sodio de baja presión en el alumbrado público de ciudades, suburbios y zonas rurales de todo el país. Todavía se utilizan en muchos lugares porque son muy eficientes energéticamente y no producen deslumbramiento por la noche. Pero poco a poco están siendo reemplazadas por luces LED, que son aún más eficientes energéticamente.

La lámpara de vapor de sodio contiene un pequeño trozo de sodio sólido en un extremo de la bombilla donde también hay un contacto eléctrico. Cuando se aplica electricidad a la bombilla, el sodio se calienta y libera átomos de sodio en forma de gas. La electricidad excita estos átomos provocando que emitan su característica luz amarilla.   

La sal se utiliza de una manera única para producir energía limpia. En el desierto de Atacama en Chile, un campo circular gigante de más de 10,000 espejos enormes refleja la luz del sol hacia un área enfocada en la cima de una torre alta. Es allí donde la luz solar reflejada calienta 45,000 toneladas de sal a más de 1,000 °F hasta que se derrite y se convierte en sal fundida. La sal fundida se almacena en tanques aislados y se usa para calentar agua y producir vapor. Este vapor se presuriza y se utiliza para hacer girar turbinas que producen electricidad. A diferencia de los paneles solares que producen electricidad sólo mientras brilla el sol, la electricidad se puede producir por la noche a partir de la sal fundida muy caliente que se almacenó durante el día.

Se estima que la electricidad producida puede alimentar a más de 300,000 hogares y evitar que más de 600,000 toneladas de dióxido de carbono al año entren a la atmósfera.

Las bengalas suelen estar hechas de diferentes metales en polvo como aluminio, hierro y magnesio. Para arder lo suficiente como para chispear y brillar, la bengala necesita más oxígeno que el oxígeno presente en el aire circundante.

Los fabricantes de bengalas ponen un ingrediente en las bengalas que produce oxígeno cuando arde. Este oxígeno adicional permite que los metales se quemen a una temperatura que los hace brillar.

Tanto el magnesio como el aluminio producen chispas blancas, pero el magnesio también produce una luz blanca brillante más intensa. El hierro produce chispas que son más amarillas o doradas, y se pueden añadir otros ingredientes para obtener chispas de diferentes colores.

Un incendio de magnesio es muy difícil de apagar incluso con agua. El magnesio quemado reacciona con el oxígeno del aire para producir óxido de magnesio. Pero si se arroja agua sobre el magnesio en llamas, el agua reacciona con el óxido de magnesio caliente para formar gas hidrógeno. Este es un gran problema porque el gas hidrógeno es inflamable. El calor del magnesio quemado enciende el gas hidrógeno y el fuego empeora en lugar de extinguirse.

Los bomberos están capacitados para utilizar estrategias especiales para apagar los incendios brillantes que pueden arder en partes de automóviles que contienen magnesio.

El sulfato de magnesio se vende en supermercados y farmacias como “sal de Epsom”. Los cristales de las sales de Epsom suelen ser más grandes y tienen una forma diferente a los cristales cúbicos de la sal de mesa común. La sal de Epsom a menudo se disuelve en agua y se usa como baño para los pies doloridos. Los estudios científicos no han demostrado que la sal de Epsom realmente ayude a reducir el dolor de pie, pero la gente todavía la usa como tratamiento.

El sulfato de magnesio también se utiliza en la producción de un tipo de plástico llamado ABS que se utiliza para los ladrillos Lego y para muchos juguetes y otros productos.

Cuando se extrajo por primera vez el aluminio de los minerales, era un proceso difícil y que requería mucho tiempo. Requirió calentar y disolver compuestos que contienen aluminio y verter la solución en un dispositivo especial con electrodos en cada extremo. Luego se envió una corriente eléctrica a través de la solución, lo que provocó que el aluminio disuelto fuera atraído hacia uno de los dos electrodos, donde podía recogerse en pequeñas cantidades. Como no era fácil separarlo y purificarlo y se producían cantidades tan pequeñas, el aluminio era muy caro. Era tan valioso que se usaba como joyería y durante un tiempo fue más caro que la plata o el oro.

Los avances en la disolución de los minerales de aluminio y la capacidad de producir corrientes eléctricas mucho más altas permitieron que el proceso fuera más eficiente y que la cantidad de aluminio producido aumentara enormemente hasta que hoy sea muy económico.

Lo que comúnmente llamamos oxidación es un tipo de corrosión. La corrosión en metales es una reacción química entre el metal y el oxígeno, a veces junto con otros reactivos, que da como resultado la formación de una capa de una nueva sustancia en la superficie del metal. La oxidación ocurre cuando el oxígeno reacciona con el hierro metálico. Entonces, el hierro y otros metales que contienen hierro, como el acero, son los únicos metales que realmente pueden oxidarse.

Pero otros metales también pueden reaccionar con el oxígeno y corroerse. De hecho, el aluminio es famoso por no “oxidarse”, pero sí se corroe. Curiosamente, la fina capa de corrosión del aluminio lo protege de una mayor corrosión.

La superficie del aluminio reacciona con el oxígeno del aire para formar una capa transparente muy dura llamada óxido de aluminio. Entonces, en lugar de desmoronarse debido a la corrosión, el aluminio queda protegido y reforzado por esta. Esto hace que el aluminio sea ideal para muchos usos al aire libre donde estará expuesto al agua y al aire.

El aluminio se encuentra en un compuesto llamado clorhidrato de aluminio que se encuentra en muchos antitranspirantes y que ayuda a que las axilas se mantengan secas. El clorhidrato de aluminio tapa temporalmente los poros de donde proviene el sudor, lo que mantiene las axilas más secas. El clorhidrato de aluminio se encuentra en los antitranspirantes, pero no en los desodorantes.

Los cristales de silicio se utilizan para producir microchips, pero también se utilizan para fabricar celdas solares que convierten la luz solar en electricidad. Para que el silicio funcione de esta manera, se debe agregar una pequeña cantidad de dos sustancias diferentes a dos cristales de silicio. Un método común es agregar arsénico (que tiene un electrón más en su nivel de energía exterior que el silicio) a un cristal, y boro (que tiene un electrón menos que el silicio) al otro. Luego, los dos trozos de silicio se colocan juntos como una celda solar. Cuando la luz del sol brilla sobre la celda, los electrones se mueven entre los cristales y producen una corriente eléctrica.

El carburo de silicio es una sustancia extremadamente dura producida a partir de silicio y carbono. El carburo de silicio no se daña con el ácido y mantiene la resistencia y la dureza a temperaturas muy altas.

El carburo de silicio es mucho más duro que el metal más duro. Se utiliza para fabricar herramientas especiales para cortar y moler acero y otros metales y para cortar y dar forma a la piedra. El carburo de silicio también se utiliza para fabricar discos de freno de automóviles que deben soportar el calor extremo de la fricción.

El gel de sílice no parece realmente un "gel". Por lo general, se presenta en forma de pequeñas perlas o gránulos en un pequeño paquete dentro de la caja de un producto nuevo. El material del paquete es poroso y el gel de sílice en el interior está destinado a absorber el agua del aire en la caja para que la humedad no dañe el nuevo producto. El gel de sílice está hecho de dióxido de silicio, pero procesado de una manera que crea una gran cantidad de poros en cada pequeño gránulo. Las moléculas de agua del aire se adhieren a la superficie interior de los gránulos, creando un ambiente más seco dentro de la caja.

Se utilizan diferentes sustancias para hacer que los alimentos horneados, como panes y pasteles, suban a medida que se hornean. Estas sustancias se denominan "agentes leudantes" o simplemente "levadura". El leudante más común en los panes es la levadura. Pero para los pasteles, generalmente es el polvo de hornear.

El polvo de hornear contiene un ácido y una base que reaccionan con el agua y el calor del horno para producir gas de dióxido de carbono que hace que el pastel suba. La base en el polvo de hornear generalmente es bicarbonato de sodio (“baking soda”) y el ácido generalmente es un compuesto que contiene fósforo.

El polvo de hornear moderno se fabrica de modo que los diferentes tipos hagan que el pastel suba rápidamente o más lentamente. Dos compuestos de fosfato comunes en el polvo de hornear son el fosfato monocálcico y el fosfato de aluminio y sodio. Ambos actúan como ácidos y reaccionan con el bicarbonato de sodio para producir gas de dióxido de carbono que hace que los alimentos horneados sean livianos y esponjosos.

El fósforo también es muy útil en la elaboración del vino. Para elaborar vino, se añade levadura al jugo de uva u otra fruta. La levadura, que es un hongo vivo, consume los azúcares del jugo de uva y convierte parte de él en alcohol. La elaboración del vino es un proceso complejo que requiere la temperatura adecuada, el tipo de levadura, el tipo y la cantidad de jugo de uva, la cantidad y el azúcar, y otras condiciones controladas para que la elaboración del vino sea exitosa.

Los productores de vino utilizan una sustancia llamada ácido fosfórico como nutriente para la levadura en su proceso de elaboración del vino. Una molécula de ácido fosfórico está formada por un átomo de fósforo junto con átomos de oxígeno e hidrógeno. Solo se necesita una cantidad muy pequeña para mejorar la salud y la actividad de la levadura.

El ácido fosfórico también se utiliza en los refrescos y las mermeladas para darles un sabor ligeramente ácido y picante. También actúa como conservante para frenar el crecimiento de bacterias y moho.

El ácido fosfórico también se utiliza para hacer queso a partir de leche. El ácido fosfórico interactúa con las proteínas de la leche, lo que hace que las proteínas se coagulen y formen cuajada. Luego la cuajada se procesa aún más para convertirse en diferentes tipos de queso.

El ácido sulfúrico es una sustancia muy importante porque es esencial para el proceso de elaboración de fertilizantes a base de fosfato para el crecimiento de cultivos saludables. Aunque el azufre no está en el fertilizante final en sí, el ácido sulfúrico se utiliza en los pasos iniciales para producir un fertilizante que contiene nitrógeno y fósforo.

El azufre se agrega al caucho que se utiliza para hacer suelas de caucho negro para zapatos y para neumáticos de automóviles y camiones.

Después de que se le da forma, la suela del neumático o del zapato se calienta bajo presión en un proceso llamado vulcanización donde el azufre ayuda a que el caucho se vuelva mucho más duro y duradero.

El azufre se utiliza en la producción de celofán, que es el envoltorio plástico que se utiliza para cubrir los alimentos y mantenerlos frescos. El celofán se fabrica principalmente a partir de celulosa de plantas, que es el material que compone la mayor parte de la pared celular de las plantas. Pero para procesar la celulosa y producir celofán, se utilizan azufre y ácido sulfúrico en diferentes pasos a lo largo del proceso.

La molécula que contiene cloro que se usa para desinfectar el agua (hipoclorito de sodio) también se conoce con el nombre común de “lejía” y tiene muchos otros usos importantes. La lejía se usa en detergentes para blanquear la ropa y otros materiales. La lejía también se usa en hospitales, cocinas y baños para limpiar y matar gérmenes en muchos tipos diferentes de superficies.

Las investigaciones han demostrado que el sistema inmunológico de nuestro cuerpo produce cloro para ayudar a combatir las infecciones. Cuando las bacterias, los virus u otros organismos extraños ingresan al torrente sanguíneo, los glóbulos blancos llamados células T los atacan. Las células T usan lejía y otros químicos para destruir las proteínas del organismo y matarlos.

Se utiliza una gran cantidad de cloro para fabricar un plástico llamado cloruro de polivinilo o PVC. Este plástico se usa comúnmente para tuberías, materiales de construcción y aislamiento para cables eléctricos. Se han planteado problemas sobre la seguridad ambiental y de salud de la fabricación, el uso y la eliminación del PVC, por lo que puede ser necesario desarrollar cambios en el plástico o nuevos materiales para reemplazarlo.

Debido a que el argón no reacciona con otras sustancias, se utiliza para conservar documentos históricos. Si se exponen al aire, las moléculas del papel, pergamino o tinta podrían reaccionar con el oxígeno y hacer que el documento cambie de color y se deteriore.

Es por eso que la Declaración de Independencia, la Carta de Derechos y la Constitución originales de los Estados Unidos se exhiben en los Archivos Nacionales en una vitrina llena de gas argón.

Estos tres documentos se escribieron en pergamino, que está hecho de piel de animal. La tinta se hizo a partir de tintes naturales de robles mezclados con hierro. Ninguna de estas sustancias reaccionará con el argón, por lo que la tinta y el pergamino deberían conservarse durante muchos años.

Cuando el vino se produce y se almacena en barriles y botellas, siempre hay un pequeño "espacio de aire" en la parte superior donde el líquido no llena completamente el recipiente. Algunos productores de vino inyectan gas argón en la botella o barril de vino para que el pequeño espacio en la parte superior contenga gas argón en lugar de aire normal.

Dado que el argón no reacciona con ninguno de los ingredientes del líquido, el vino se mantendrá fresco durante más tiempo.

La mayoría de los elementos de la Tierra y de la tabla periódica provienen de algún otro lugar del universo. Algunos elementos se formaron poco después del Big Bang original, otros se formaron en estrellas y otros en diferentes fases de estrellas moribundas y en explosión.

Pero el argón de la Tierra se produce aquí mismo, en la Tierra, a partir del potasio. Un pequeño porcentaje del potasio es radiactivo y puede transformarse de potasio a argón. Hay MUCHO potasio en la Tierra, por lo que incluso un pequeño porcentaje que se transforme en argón sigue produciendo casi todo el argón de la Tierra.

Si busca sal en la tienda, generalmente tiene la opción de comprar sal o sal "yodada". "Yodada" significa que la sal ha sido tratada de alguna manera para que contenga una pequeña cantidad de yodo. Esto generalmente se logra agregando el compuesto yoduro de potasio (KI) a la sal.

La adición de yoduro de potasio es importante porque el yodo es un nutriente esencial para el cuerpo. El yodo afecta el funcionamiento de la glándula tiroides, que ayuda a controlar cómo su cuerpo utiliza los alimentos que come.

El yoduro de potasio también se utiliza en una demostración de reacción química a menudo llamada "pasta de dientes de elefante".

En la reacción, se agrega detergente líquido para platos al peróxido de hidrógeno. Luego se agrega yoduro de potasio a la mezcla. El yoduro de potasio actúa como un catalizador que hace que la reacción ocurra extremadamente rápido. Los productos de la reacción son calor y gas oxígeno, lo que produce espuma que sale rápidamente del recipiente. 

El potasio y el oxígeno pueden formar una sustancia muy interesante y útil llamada dióxido de potasio (KO₂), también llamado superóxido de potasio. El dióxido de potasio es un sólido amarillo que reacciona tanto con el dióxido de carbono como con el agua del aire para producir oxígeno. Esta reacción única se utiliza para eliminar el dióxido de carbono y producir oxígeno en dispositivos llamados respiradores.

Un respirador se utiliza en una situación en la que una persona debe volver a respirar su propio aliento exhalado. Ciertas situaciones en submarinos, inmersiones, extinción de incendios o en trajes espaciales de astronautas pueden requerir el uso de respiradores. Dado que el dióxido de potasio reacciona con el dióxido de carbono y la humedad del aliento para producir oxígeno, es perfecto para este uso.

El yeso es un mineral muy útil que contiene calcio. En lugar de carbonato de calcio como la piedra caliza, el yeso es sulfato de calcio, que es 1 ion de calcio y 1 ion de sulfato.

Se extraen y procesan enormes cantidades de yeso para convertirlo en yeso y placas de yeso para construir paredes en hogares, empresas y otros edificios.

Se ha descubierto una forma muy inusual de yeso que crece como enormes cristales en una cueva en México.

Además de la tablaroca (placa de yeso) y el “plaster” (yeso), el sulfato de calcio (“gypsum”)(yeso) se usa a menudo para hacer tiza para aceras y tiza para pizarrones.

El yeso es un material excelente para moldearlo en muchas formas diferentes. Después de triturarlo hasta convertirlo en polvo y deshidratarlo, se le agrega agua para hacer una mezcla espesa. Luego, la mezcla se vierte en un molde. Cuando el agua se evapora nuevamente, el yeso vuelve a su estado naturalmente duro en la forma del molde. El yeso es uno de los pocos materiales naturales que se pueden deshidratar y rehidratar para obtener este resultado.

A las personas cuyos huesos se debilitan debido a una enfermedad llamada osteoporosis se les recomienda hacer ejercicio, obtener suficiente vitamina D, llevar una dieta saludable y posiblemente tomar suplementos de calcio. La vitamina D ayuda al cuerpo a absorber el calcio de los alimentos y del suplemento que se encuentra en el torrente sanguíneo.

Los dos suplementos de calcio más comunes son el citrato de calcio y el carbonato de calcio. El citrato de calcio está compuesto de calcio y ácido cítrico, que es el ácido presente en frutas cítricas como las naranjas y los limones. El carbonato de calcio presente en los suplementos suele provenir de piedra caliza o de conchas marinas procesadas.