Elementos y su distribución en la naturaleza

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Introducción
Desde épocas muy lejanas luego de que el hombre comenzó a desarrollar sus capacidades analíticas comenzó a preguntarse. Como y de que estaba formado el planeta, los seres humanos. El sol. Y todo cuanto existe en nuestro universo.
Los primeros registros y estudios que poseemos registró provienen de la antigua Grecia. De los filósofos presocráticos, quienes a través de la observación y el análisis lógico establecieron que todo en nuestro planeta incluyendo sus habitantes. Estaban compuestos por pequeños bloques. Antiguamente se creía esos pequeños bloques. Eran dioses. Humores, sustancias intangibles. Posteriormente Tales de Mileto introdujo el agua como elemento originario. Posteriormente sus discípulos Anaximandro introdujeron el fuego y los opuestos como los bloques primordiales del mundo físico. Y posteriormente Heráclito. Acuño el termino Elemento para describir lo que constituía y formaban toda la materia del universo. Llamando elementos a estos bloques o sustancias primordiales que combinándose generaban todo cuanto es observable. Los dividió y clasifico como el elemento fuego, el elemento tierra, el elemento agua, y el elemento aire. Siglos después Leucipo (450 a. C.) y su discípulos Demócrito (460-370 a. C.) propusieron que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles a las que llamaron átomos y aunque no los pudieron describir de manera correcta abrieron un mundo nuevo que acercaba a la realidad.
Pasaron más de 2200 años y estos conceptos habían permanecido en el olvido. Hasta el siglo XIX. Cuando John Dalton describió El modelo atómico de surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, formulado entre 1803 y 1807 por John Dalton y este postulaba:
1. La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
2. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa y propiedades. Los átomos de diferentes elementos tienen masas diferentes. Comparando las masas de los elementos con los del hidrógeno tomado como la unidad propuso el concepto de peso atómico relativo.
3. Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas.
4. Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
5. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
6. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintito. 
Esta teoría atómica dio paso a que se pudiera comprender que existían múltiples sustancias originarias que provenían de variaciones diversas en el número de protones dentro de átomos que producirían los diferentes elementos constitutivos de nuestro universo.
Que Es Un Elemento Químico
 Los elementos son sustancias simples formadas por una misma clase de partículas denominadas átomos. Los átomos poseen un núcleo donde se encuentra los protones y los neutrones al rededor del núcleo giran los electrones. El número de protones alrededor del núcleo es lo que forma los diferentes elementos químicos.
Los átomos de un elemento en particular mantienen constante el número de protones en el núcleo, siendo esto la base de la identidad del elemento que permite diferenciarlo de otro estructuralmente.
Un elemento de cualquier cosa es una parte de esta tan simple, que no puede ser dividida a su vez en partes más sencillas.
De donde provienen los elementos
Es aceptado por la comunidad científica que los elementos se formaron muy cerca del lugar donde se originó el universo posterior al Big-Bang. Inicialmente esta gran explosión origino gran energía o calor lo que ocasiono que se ionizara y los electrones, protones y neutrones se desplazaran libremente y de forma individual sin unirse pocos minutos posterior a esta gran explosión creadora se cree que el universo comenzó a enfriarse desde una temperatura de 1032 a 109 °C (o lo que es igual un millardo de grados centígrados) y en este enfriamiento se unieron protones, neutrones y electrones y formaron núcleos atómicos, a estos núcleos atómicos se unieron a un protón. Generando el primer elemento químico conocido que es el Hidrogeno H1. Luego mediante un proceso denominado nucleosíntesis se fueron generando u originado los demás elementos.
Que Es La Nucleosíntesis.
Se cree que los elementos químicos son resultado de la síntesis por procesos de fusión a muy altas temperaturas (en el orden de los 1000 000 000ºC o 1800 000 000ºC y superiores). La fusión de las partículas nucleares simples (protones y neutrones) lleva primero a núcleos atómicos como el helio y luego a los núcleos más pesados y complejos de los elementos ligeros (litio, boro, berilio y así sucesivamente). Los átomos de helio bombardean a los átomos de elementos ligeros y producen neutrones. Los neutrones son capturados por los núcleos de los elementos y producen otros más pesados. Estos dos procesos -fusión de protones y captura de neutrones- son los procesos principales con que se forman los elementos químicos
Cuando pensamos en el origen de los elementos debemos ser capaces de conectar este con el origen propio del universo. De las estrellas y de nuestro sistema solar. Para conocer la distribución de los elementos químicos en la naturaleza de nuestro planeta la ciencia ha permitido el desarrollo de una rama denominada Geoquímica.
Que Es La Geoquímica.
Es una rama de la química que estudia los procesos químicos que se desarrollan en la Tierra, comenzando con el origen, distribución y evolución de los elementos que constituyen al planeta. Trata sobre la distribución y concentración de los elementos químicos en los minerales formadores de las rocas y en los productos derivados de ellas, así como en los seres vivos, el agua, la atmósfera y sus interrelaciones. La Geoquímica trata de mostrar dónde puede existir cualquier elemento químico, dónde y en qué condiciones puede esperarse acumulaciones de los mismos.
Distribución De Los Elementos En La Naturaleza
De los 118 elementos químicos que se ha logrado reconocer hasta ahora alrededor de 92 se pueden conseguir de manera natural en nuestro planeta, en cantidades suficientes para ser medibles. Los otros elementos se han logrado sintetizar mediante condiciones de laboratorio o por el empleo de energía nuclear creada por científicos.
De los 92 elementos que se encuentran en una proporción significativa en la tierra solo alrededor del 20% lo hace de forma libre es decir sin estar unido a otro elemento con el que forma diferentes tipos de compuestos.
Para estimar la cantidad o el porcentaje de distribución de un elemento en la Geosfera ya sea en su corteza, en su atmosfera o en los océanos o hidrosfera o en su parte más interna o núcleo terrestre se emplea el nombre de unidades Clarke en reconocimiento al científico químico Frank W. Clarke quien en 1884 estudio y describió las rocas y composición de la corteza terrestre de los continentes del globo terráqueo así como el porcentaje estimado de los elementos químicos y estos cálculos aún se consideran validos hoy en día.
Los elementos depositados en el núcleo y manto terrestre se han calculado de forma indirecta mediante el estudio sismológico de la expansión y conducción de las ondas sísmicas a través de las capas de la litosfera. Observándose diferentes velocidades lo que permite inferir que existen diferentes elementos.
El Núcleo Terrestre
El núcleo terrestre está compuesto mayoritariamente de hierro metálico y una mezcla de otros elementos, esta evidencia es tomada de que el promedio de peso atómico es de 22. El peso atómico del hierro Fe2 es de 26. Lo que implica que en el núcleo terrestre se encuentra elementos de menos peso. Azufre, con número atómico de 16, el carbono con número de 6. Y silicón número atómico 14, ya que el silicio requiere poca concentración de oxígeno para acumularse en grandes cantidades, un ambiente férrico se lo proporcionaría. Basado en este cálculo hasta el 30% del núcleo pudiera tener silicio.Sin embargo la composición más plausible seria hierro Fe2. Níquel. Y pequeñas cantidad de cobalto, De forma predominante con menor proporción de carbono y azufre
El Manto Terrestre
 Esta capa corresponde al 83 % del volumen de nuestro planeta y ala 67% de su masa el estudio de erupciones volcánicas ha permitido estimar la composición de esta capa. Y es aceptado que el carbono es abundante en esta capa desde los 100 kilómetros de profundidad ya que esta profundidad es requerida para la formación de diamantes que aparecen abundantemente en las erupciones volcánicas. Las inclusiones más comunes en el manto terrestre son peridotita. Que es una roca de silicio compuesta mayormente por Magnesio Y hierro. Otras de Silicio y oxígeno, con menor cantidad de ortopirogenos y diópsidos. De calcio y magnesio a una profundidad de 1000 Kilómetros estos elementos deben encontrarse en forma equilibrada. A profundidad menor de 400 KM abunda el calcio. El aluminio en forma de óxidos, la mayoría de elementos alcalinos. Así como el Uranio y el torio. Estos dos elementos se cree son los responsables de las muy altas temperatura y calor que escapa en la corteza terrestre.
La Corteza Terrestre 
Esta es la capa más delgada y superficial de la litosfera y corresponde a menos del 1% de su peso y volumen. Y es la de mayor importancia para las civilizaciones humanas ya que la concentración de los elementos en esta capa ha permitido el desarrollo y evolución de nuestra sociedad. Gracias a la explotación de yacimientos mediante la minería.
Clarke estimo que el 95% de la corteza terrestre está compuesta por rocas de origen ígneo, cuya composición es mayoritariamente silicio. En forma (SiO2). En concentraciones desde el 35% hasta el 80%. El oxígeno y el silicio son los elementos más abundantes de la corteza terrestre. El aluminio, hierro, calcio. Magnesio sodio y potasio están presentes en más de 1%. Por lo que estos 8 elementos constituyen el 99% de la corteza terrestre, el Oxigeno 46.6% silicio 27.7% Aluminio 8.13%. Hierro 5%, calcio #.64% Magnesio 2.09% sodio 2.83% potasio 2.59%
Los elementos que se distribuyen en menos del 1% en la corteza terrestre son los más valiosos y empleados por nuestras industrias.
Los metales constituyen un yacimiento mineral de importancia económica, cuando está concentrados varias veces su contenido promedio en la corteza. El hierro y el aluminio, que son de los más abundantes, deben concentrarse entre 4 y 5 veces, el cobre unas 80, el platino 600, la plata 1,250, el oro cerca de 4,000 y el tungsteno y mercurio, que son de los más escasos, deben estar concentrados más de 10,000 veces para ser minables con rendimiento económico
La acumulación de carbono e hidrogeno. Generan los diferentes combustibles fósiles que tanto necesitamos tales como, gas. Petróleo y carbón.
En la parte más superficial nuestro suelo se encuentra hierro. Sodio. Potasio cobalto, magnesio oxigeno e hidrogeno, fosforo. Su concentración determina que tan fértiles pueden ser, por ejemplo abundancia de magnesio ocasina infertilidad de la tierra.
Concentración de metales en yacimientos para poder ser extraídos 
	metales
	Porcentaje en
corteza terrestre
	Porcentaje mínimo
	concentración
para ser
un yacimiento
	aluminio
	8.13    
	30
	      4
	Hierro
	5.00    
	30
	      6
	Magnesio
	0.10    
	35
	  350
	Cromo
	0.02    
	30
	1,500
	Cobre
	0.007  
	  1
	  140
	Niquel
	0.008  
	1.5
	  175
	Zinc
	0.013  
	  4
	  300
	tin
	0.004  
	  1
	  250
	Plomo
	0.0016
	  4
	2,500
	Uranio
	0.0002
	0.1
	  500
.
La Hidrosfera.
La hidrosfera es la capa discontinua de agua en nuestro planeta ya sea agua dulce o salada. Liquida o sólida. Superficial o subterránea
Los elementos más abundantes son Hidrogeno. Oxígeno, sodio, cloro. Magnesio. Azufre, calcio Y fosforo. Estos elementos permitieron el nacimiento de la vida al unirse al carbono. Existen pequeñas cantidades de gases disueltos en la hidrosfera, tales como el nitrógeno, el oxígeno, y el dióxido de carbono. El silicio que es depositado en grandes cantidades a través de los ríos en el los océanos es empleado para formar esqueletos de esponjas marinas y diastemas. Existen otros elementos en muy pequeñas proporción esta proporción se expresa en partes por millón.
Balance Geoquímica del agua de océanos
	elemento
	Cantidad presente en el océano g/ton
	Cantidad presente en agua de mar (g/ton)
	Porcentaje
En disolución
	litio
	39 
	0.17
	0.4
	boro
	2 
	4.5
	250 
	flúor
	540 
	1.3
	0.2
	sodio
	16,980 
	10,800 
	64 
	magnesio
	12,540 
	1,290 
	10 
	fosforo
	708 
	0.09
	0.01
	azufre
	312 
	904 
	290 
	cloro
	188 
	19,400 
	10,300 
	potasio
	15,540 
	392 
	2.5
	calcio
	21,780 
	411 
	1.9
	arsénico
	3 
	0.003
	0.1
	bromo
	0.97
	67 
	6,900 
	rubidio
	186 
	0.12
	0.06
	estroncio
	180 
	8.1
	4.6
	iodo
	0.18
	0.06
	33 
	cesión
	4 
	0.0003
	0.008
	bario
	150 
	0.02
	0.01
	
La atmósfera
Es la parte más estudiada y fácil de comprender de la geosfera. Su composición es homogénea y en el 99% está dada por Nitrógeno, Oxígeno y argón. Con una cantidad muy reducida de dióxido de carbono CO2. La proporción de los tres constituyentes principales es: EL nitrógeno (N2) 780.840 ppmv (78,084 %), oxígeno (O2) 209.460 ppmv (20,946 %), argón (Ar) 9.340 ppmv (0,9340 %)
Composición promedio de la atmosfera
	gas
	composición
por volumen
(ppm)*
	composicion
por peso
(ppm)*
	Masa total
(1020 g)
	nitrógeno
	780,900
	755,100
	38.648
	oxígeno
	209,500
	231,500
	11.841
	argón
	9,300
	12,800
	  0.655
	carbón dióxido
	386
	591
	  0.0299
	neón
	18
	12.5
	  0.000636
	helio
	5.2
	0.72
	  0.000037
	metano
	1.5
	0.94
	  0.000043
	Kriptón
	1.0
	2.9
	  0.000146
	Óxido nitroso 
	0.5
	0.8
	  0.000040
	hidrogeno
	0.5
	0.035
	  0.000002
	ozono**
	0.4
	0.7
	  0.000035
	xenón
	0.08
	0.36
	  0.000018
	*ppm = partes por millón.
**Variable, aumenta de acuerdo al peso
Distribución de los elementos en los seres vivos
Los seres vivos de nuestro planeta están compuesto principalmente de carbono Los elementos químicos que están presentes en los seres vivos son alrededor de 60, estos elementos se los denomina bioelementos y se los clasifica en:
 	Los elementos primarios son indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Constituyen el 96,2% de la materia viva. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.
 	Los elementos secundarios son todos los bioelementos restantes. Existen dos tipos: los indispensables y los variables. Entre los primeros se encuentran el calcio, el sodio, el potasio, el magnesio, el cloro, el hierro, el silicio, el cobre, el manganeso, el boro, el flúor y el iodo.
 Uno de los elementos químicos más fundamentales de todos los compuestos orgánicos es el carbono, este elemento presenta una gran afinidad de enlaces con los diferentes átomos, incluyendo el carbono, el Carbono es la base de la vida orgánica.
	En el ser humano se puede encontrar casi todos los elementos químicos, aunque en pequeñas cantidades.
BIBLIOGRAFIA
· autor: ALTAVA BENITO, BELÉN, BURGUETE AZCARATE, MARÍA ISABE, LUIS LAFUENTE, SANTIAGO VICEN Introducción A La Química Orgánica. editorial: UNIVERSIDAD JAIME I. Año 2012
· autor: MOELLER, THERALD Química inorgánica. editorial: REVERTE, año: 1988
· autor: ENGEL, THOMAS, REID, PHILIP Quimica Fisica. Editorial: PRENTICE HALL. año: 2011
· Enciclopedia Británica http://corporate.britannica.com