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TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
Símbolos y muestra de cada uno de los elementos purificados que existen en la tierra y universo. En general no encuentran en estado puro, se encuentran combinados entre sí.
1 Generalidades.
La tabla periódica de los elementos es una disposición de los elementos químicos en forma de cuadrícula o "tabla" con un ordenamiento específico.
Esta forma particular de organización clasifica y distribuye los distintos elementos conforme a sus propiedades o características, y muestra tendencias en cuanto a sus propiedades, que se presentan de forma periódica, entre ellas su comportamiento químico.
"la tabla y la ley periódica son el corazón de la química".
Las filas de la tabla se denominan períodos y las columnas se denominan grupos.
Algunas columnas o grupos tienen nombres por las características que presentan (por ejemplo el grupo 17 es el de los halógenos y el grupo 18 el de los gases nobles).
Debido a que las posiciones están ordenadas, se puede utilizó la tabla para obtener relaciones entre las propiedades de los elementos, o pronosticar propiedades de elementos nuevos que todavía no habían sido descubiertos o fabricados (sintetizados).
La tabla periódica proporciona un marco útil para analizar el comportamiento químico y es ampliamente utilizada en química y otras ciencias.
Dimitri Mendeléyev publicó en 1869 la primera versión de tabla periódica que fue ampliamente reconocida. Desde entonces ha sido ampliada y mejorada con descubrimiento de propiedades o síntesis de elementos nuevos y el desarrollo de modelos teóricos nuevos para explicar el comportamiento químico.
La estructura actual fue diseñada por Alfred Werner, considerando la ley de Moseley (números atómicos) , a partir de la versión de Mendeléyev.
A la fecha, se han descubierto o sintetizado todos los elementos desde número atómico del 1 (hidrógeno) hasta el 118 (oganesón, nombrado recientemente); Los primeros 94 existen naturalmente, aunque algunos solo se han encontrado en cantidades pequeñas y fueron sintetizados en laboratorio antes de ser encontrados en la naturaleza.
Los elementos con números atómicos del 95 al 118 solo han sido sintetizados en laboratorios. Allí también se produjeron numerosos radioisótopos sintéticos de elementos presentes en la naturaleza.
Los elementos del 95 a 100 existieron en la naturaleza en tiempos pasados pero actualmente no ya que gradualmente fueron desintegrándose.
La investigación para encontrar por síntesis nuevos elementos de números atómicos más altos, todavía continúa.
Es importante señalar que en la Tabla Periódica, pueden verse representados los átomos de antiguo conocimiento, hasta los más nuevos, todos bajo el concepto del modelo atómico actual, y con los números cuánticos principales: n , l , m , s, representados.
Esquemas de WIKIPEDIA:
Esta forma particular de organización clasifica y distribuye los distintos elementos conforme a sus propiedades o características, y muestra tendencias en cuanto a sus propiedades, que se presentan de forma periódica, entre ellas su comportamiento químico.
"la tabla y la ley periódica son el corazón de la química".
Las filas de la tabla se denominan períodos y las columnas se denominan grupos.
Algunas columnas o grupos tienen nombres por las características que presentan (por ejemplo el grupo 17 es el de los halógenos y el grupo 18 el de los gases nobles).
Debido a que las posiciones están ordenadas, se puede utilizó la tabla para obtener relaciones entre las propiedades de los elementos, o pronosticar propiedades de elementos nuevos que todavía no habían sido descubiertos o fabricados (sintetizados).
La tabla periódica proporciona un marco útil para analizar el comportamiento químico y es ampliamente utilizada en química y otras ciencias.
Dimitri Mendeléyev publicó en 1869 la primera versión de tabla periódica que fue ampliamente reconocida. Desde entonces ha sido ampliada y mejorada con descubrimiento de propiedades o síntesis de elementos nuevos y el desarrollo de modelos teóricos nuevos para explicar el comportamiento químico.
La estructura actual fue diseñada por Alfred Werner, considerando la ley de Moseley (números atómicos) , a partir de la versión de Mendeléyev.
A la fecha, se han descubierto o sintetizado todos los elementos desde número atómico del 1 (hidrógeno) hasta el 118 (oganesón, nombrado recientemente); Los primeros 94 existen naturalmente, aunque algunos solo se han encontrado en cantidades pequeñas y fueron sintetizados en laboratorio antes de ser encontrados en la naturaleza.
Los elementos con números atómicos del 95 al 118 solo han sido sintetizados en laboratorios. Allí también se produjeron numerosos radioisótopos sintéticos de elementos presentes en la naturaleza.
Los elementos del 95 a 100 existieron en la naturaleza en tiempos pasados pero actualmente no ya que gradualmente fueron desintegrándose.
La investigación para encontrar por síntesis nuevos elementos de números atómicos más altos, todavía continúa.
Es importante señalar que en la Tabla Periódica, pueden verse representados los átomos de antiguo conocimiento, hasta los más nuevos, todos bajo el concepto del modelo atómico actual, y con los números cuánticos principales: n , l , m , s, representados.
Esquemas de WIKIPEDIA:
2 Reseña histórica
2.1 Historia
La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios aspectos del desarrollo de la química y la física:
#El descubrimiento de los elementos .
#El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos.
#La noción de masa atómica y, posteriormente en el siglo XX, de número atómico.
#Las relaciones entre la masa atómica y las propiedades periódicas de los elementos.
La noción de elemento y sus propiedades lógicamente es un requisito previo y necesario para la idea de clasificarlos de alguna manera, según alguna pauta de su comportamiento químico y sus propiedades.
2.2 Descubrimiento de los elementos:
Aunque algunos elementos como el oro (Au), cobre (Cu), plomo (Pb), hierro (Fe), etc ; ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII, cuando el alquimista Brand descubrió el fósforo.
En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N).
Durante los siguientes dos siglos se fue adquiriendo un mayor conocimiento sobre estas propiedades, así como descubriendo muchos elementos nuevos.
2.3 Tríadas de Döbereiner
Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades análogas y relacionarlo con los pesos atómicos se debe al químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner quien en 1817 puso de manifiesto el notable parecido que existía entre las propiedades de ciertos grupos de tres elementos, con una variación gradual del primero al último. Posteriormente (1827) señaló la existencia de otros grupos de tres elementos en los que se daba la misma relación (cloro, bromo y yodo; azufre, selenio y telurio; litio, sodio y potasio).
2.4 Ley de las octavas de Newlands
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands comunicó al Royal College of Chemistry (Real Colegio de Química) su observación de que al ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos (prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero. En esta época, los llamados gases nobles no habían sido aún descubiertos. Esta ley mostraba una cierta ordenación de los elementos en familias (grupos), con propiedades muy parecidas entre sí y en periodos, formados por ocho elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente.
2.5 Tabla periódica de Mendeléyev
En 1869, el ruso Dimitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla Periódica en Alemania.
Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos.
La clasificación se llevó a cabo de acuerdo con los criterios siguientes:
#Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas.
#Los agruparon en filas o periodos de distinta longitud.
#Situaron en la misma columna los elementos que tenían propiedades químicas similares.
Esta tabla fue completada a finales del siglo XIX con una columna más, la columna constituido por los gases nobles descubiertos durante esos años en el aire. El químico ruso no aceptó en principio tal descubrimiento, ya que esos elementos no tenían cabida en su tabla. Por su inactividad química les asignó el grupo cero, hoy último columna de la Tabla y así quedó completa.
El gran mérito de Mendeléyev consistió en pronosticar la existencia de elementos. Dejó casillas vacías para situar en ellas los elementos cuyo descubrimiento se realizaría años después. Incluso pronosticó las propiedades de algunos de ellos: el galio (Ga), al que llamó "eka–aluminio" por estar situado debajo del aluminio; el germanio (Ge), al que llamó "eka–silicio"; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que, aislado químicamente a partir de restos de un sincrotrón en 1937, se convirtió en el primer elemento producido de forma predominantemente artificial.
2.6 Tabla Periódica Moderna. Mosseley
La tabla periódica de Mendeléyev presentaba "ciertas irregularidades" y presentó problemas con nuevos elementos.
La irregularidad consistía en compaginar el criterio de ordenación por peso atómico creciente y la agrupación por familias con propiedades químicas comunes. Por ejemplo, hay una dificultad en las parejas telurio–yodo y cobalto–níquel, en las que se hace necesario alterar el criterio de pesos atómicos crecientes en favor de la agrupación en familias con propiedades químicas semejantes.
Los problemas se vieron en las décadas posteriores cuando se tuvo que integrar a la T. P. , los descubrimientos de los gases nobles, las "tierras raras" y los elementos radioactivos.
Henry Moseley , científico inglés, realizando un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913, propuso que el ordenamiento se realizara en función del número atómico "Z" y no sobre el peso o masa atómica.
La ley de Moseley es una ley empírica que establece una relación sistemática entre la longitud de onda de los rayos X emitidos por distintos átomos con su número atómico.
Su gran importancia histórica reside en que la determinación del número atómico era relativamente sencilla y reproducible, sirviendo para organizar la T.P.
2.7 Tabla periódica actual.
La Tabla Periódica actual con una organización propuesta por Werner-Paneth está formada por los 118 elementos que se conocen hasta la fecha.
Esta tabla posee características propias. Como vemos a continuación:
Henry Moseley , científico inglés, realizando un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913, propuso que el ordenamiento se realizara en función del número atómico "Z" y no sobre el peso o masa atómica.
La ley de Moseley es una ley empírica que establece una relación sistemática entre la longitud de onda de los rayos X emitidos por distintos átomos con su número atómico.
Su gran importancia histórica reside en que la determinación del número atómico era relativamente sencilla y reproducible, sirviendo para organizar la T.P.
2.7 Tabla periódica actual.
La Tabla Periódica actual con una organización propuesta por Werner-Paneth está formada por los 118 elementos que se conocen hasta la fecha.
Esta tabla posee características propias. Como vemos a continuación:
-Está constituida por siete filas y 18 columnas.
-Ordenada con el Hidrógeno arriba a la izquierda y en el otro extremo el que le sigue , el Helio , a fines de diseño gráfico.
-Con igual interés didáctico, se suele apartar de la tabla una pequeña tira, con dos filas de 10 columnas. Estos elementos son llamados de "transición interna" o "tierras raras" debido al origen que poseen. Está formada por los grupos de elementos llamados lantánidos y actínidos que corresponden a los primeros elementos de cada fila.
-Con igual interés didáctico, se suele apartar de la tabla una pequeña tira, con dos filas de 10 columnas. Estos elementos son llamados de "transición interna" o "tierras raras" debido al origen que poseen. Está formada por los grupos de elementos llamados lantánidos y actínidos que corresponden a los primeros elementos de cada fila.
-A la izquierda se encuentran los elementos con características de "metales", y a la derecha los elementos con propiedades denominadas "no metales".
-Se puede ver claramente una escalera de elementos donde sus propiedades periódicas son similares y que no son claramente "metales" ni claramente "no metales", se denominan a los elementos que están bajo la escalera se ubican los metaloides.
3 Estructura y organización de la tabla periódica.
Como hemos visto, la tabla periódica actual es un esquema donde se ordenan los elementos conocidos, colocándolos ordenados
Los elementos así ordenados, forman siete filas horizontales llamadas periodos
En esta organización creada a partir de las propiedades que posee cada elemento, tiene implícita las Tríadas, Octavas, y la organizaciòn de Mendeleyev, que descubiertas empíricamente.
En esta organización creada a partir de las propiedades que posee cada elemento, tiene implícita las Tríadas, Octavas, y la organizaciòn de Mendeleyev, que descubiertas empíricamente.
También se corresponde con la ecuación de onda y sus números cuánticos del modelo atómico actual propuesto por E. Schrödinger, basado en matemática estadística. Es así que podemos asignar a cada fila un número del 1 al 7 (según el número cuántico principal "n" , y a cada una de las 18 columnas verticales llamadas grupos de acuerdo a los electrones que poseen, según el número cuántico azimutal "l" . Los números cuánticos magnéticos "m" y el spin "s" , están implícitos en cada grupo.
3.1 Propiedades periódicas de los elementos:
Son propiedades que presentan los átomos de un elemento siguiendo una periodicidad y originan el nombre de "Tabla Periódica" .
Esto es, se modifican gradualmente a lo largo de la fila hasta un punto máximo al cual se llega en el último elemento de la fila.
En las fila de mas abajo ocurre de igual forma y así en toda la tabla.
Por la posición de un elemento podemos predecir qué valores tendrán dichas propiedades, así como a través de ellas el comportamiento químico del elemento en cuestión.
La variación de una de las propiedades periódicas en algún grupo o algún período, va a responder a una regla general y su conocimiento va a permitir conocer el comportamiento, desde un punto de vista químico.
La varias las propiedades periódicas mencionadas mas abajo, pero sólo analizaremos dos de ellas "radio atómico" y "electronegatividad".
-Radio atómico:
Se define el radio atómico como la distancia más probable del electrón más externo al núcleo. Obsérvese que decimos distancia más probable, ya que según la mecánica cuántica, el electrón no se encuentra confinado en una órbita o trayectoria cerrada y solamente podemos hablar en términos de probabilidad de encontrar al electrón en un punto dado del espacio. Aumenta hacia abajo y a la izquierda el radio atómico o el tamaño del átomo .
-Electronegatividad:
Es la capacidad que tiene el átomo de un elemento para atraer hacia sí los electrones, cuando forma parte de un compuesto. Si un átomo tiene una gran tendencia a atraer electrones se dice que es muy electronegativo (como los elementos próximos al flúor) y si su tendencia es a perder esos electrones se dice que es muy electropositivo (como los elementos alcalinos). Aumenta hacia arriba y hacia la derecha.
4 Grupos, Periodos, Bloques, Categorías, Familias.
Como dijimos, la tabla periódica actual es un cuadrícula donde se clasifican los elementos conocidos hasta la fecha. Se colocan de izquierda a derecha y de arriba a abajo en orden creciente de sus números atómicos, en grupos por filas.
De esta forma quedan ordenadas las propiedades periódicas que condicionan las propiedades químicas de los elementos. Es por esto que se pueden reconocer las categorías, bloques y familias .
4.1 Grupos:
4.4 Categorías metálicas, metaloides, y no metálicas:
De acuerdo con las propiedades físicas y químicas que comparten, los elementos se pueden clasificar en tres grandes categorías: metales, metaloides y no metales.
-Los metales son generalmente sólidos, brillantes, altamente conductores del calor y la electricidad, que forman aleaciones de unos con otros. Demás forman compuestos iónicos similares a sales con compuestos no metálicos (siempre que no sean los gases nobles).
Encontramos los metales alcalinos que son altamente reactivos. Luego los metales alcalinotérreos , que son menos reactivos.
Características de los metales : Conducen con facilidad el calor y la electricidad. Presentan brillo metálico. Generalmente pueden ser laminados o estirados formando alambres. Por lo regular, a temperatura ambiente son sólidos, excepto Hg, Ga, Cs y Fr. Entregan electrones al combinarse con no metales. Quedando con cargas positivas (cationes).
-Los no metales en su mayoría son gases incoloros o de colores; pueden formar enlaces covalentes con otros elementos no metálicos. Pueden subdividirse en no metales poliatómicos (que, por estar más cercanos a los metaloides, muestran cierto carácter metálico incipiente) , y no metales diatómicos (que son esencialmente no metálicos)
Características de los no metales: Son malos conductores del calor y de la electricidad. No son maleables ni dúctiles. Son frágiles. Reciben electrones al combinarse con los metales adquiriendo así cargas negativas (aniones).
-Los metaloides están entre los metales y los no metales, que tienen propiedades intermedias o mixtas. Otras categorías: Se denominan a los lantánidos y actínidos metales de transición y metales post-transición.
Los gases nobles, que son monoatómicos no metálicos y casi completamente inertes.
4.5 Familias.
Cuando un grupo o a varios grupos que poseen propiedades similares, se le atribuye pertenecer a una familia determinada.
En algunos casos una familia es un grupo y en otros una familia son varios grupos.
Por ejemplo:
Los Alcalinos (grupo 1) y Alcalinotérreos (grupo 2) , son grupos y también familias.
Los metales de transición (grupo del 3 al grupo 12) tiene varios grupos pero una familia.
Los metales de transición interna tienen dos períodos , son los "Lantánidos" y "Actínidos".
Los no metales es una familia que incluye partes de grupos y partes de períodos.
Los metaloides es una familia de elementos que se encuentran en la escalera de separación.
-Familia/Grupo de Metales alcalinos:
Son los del Grupo 1. Los seis elementos situados en el grupo 1 de la tabla periódica (excepto el hidrógeno que es un gas). Cada uno tiene solo un electrón en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlo (esto es debido a que tienen poca afinidad electrónica, y baja energía de ionización), con lo que forman un Ion monopositivo, (M+). Presentan densidades muy bajas y son buenos conductores de calor y la electricidad; reaccionan de inmediato con el agua, oxigeno y otras substancias químicas, y nunca se les encuentra como elementos libres (no combinados) en la naturaleza. Los compuestos típicos de los metales alcalinos son solubles en agua y están presentes en el agua de mar y en depósitos salinos. Como estos metales reaccionan rápidamente con él oxigeno, se venden en recipientes al vacío, pero por lo general se almacenan bajo aceite mineral queroseno. Tienen valencia +1
-Familia/Grupo de Metales alcalinotérreos
Los del Grupo 2 son un grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la tabla periódica El nombre de alcalinotérreos proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades alcalinas. Características: son más duros que los metales alcalinos, tienen brillo y son buenos conductores eléctricos; menos reactivos que los alcalinos, buenos agentes reductores y forman compuestos iónicos. A excepción del berilio, forman compuestos claramente iónicos. Son metales de baja densidad, coloreados y blandos. La solubilidad de sus compuestos es bastante menor que sus correspondientes alcalinos. Todos tienen como valencia +2
-Familia de Metales de transición
Son metales del Grupo 3 al 12. El nombre de "transición" proviene de una característica que presentan estos elementos de poder ser estables por si mismos sin necesidad de una reacción con otro elemento. Casi todos los elementos son metales típicos, de elevada dureza, con puntos de fusión y ebullición altos, buenos conductores tanto del calor como de la electricidad. Poseen una gran versatilidad de estados de oxidación, pudiendo alcanzar una carga positiva tan alta como la de su grupo, e incluso en ocasiones negativa. Sus combinaciones son fuertemente coloreadas. Pueden formar aleaciones entre ellos. Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio). Forman complejos iónicos. Los iones de los elementos de transición pueden tener múltiples valencia estables ya que pueden perder electrones.
-Grupo de Boroideos y de Carbonoideos
Los Grupo 13 y 14, encabezados por el boro y el carbono que identifican a los elementos de esa columna o grupo no tienen orden o conexión.
Son negros, pardos o blanco, son blandos o duros, son metálico y no metálico. Ningún otro grupo de elementos es tan variado. Probablemente es así porque se encuentran cerca del punto medio de la tabla periódica; con tres o cuatro electrones en su capa exterior, se encuentran entre los "súper metales alcalinos" y los "súper no-metales" que son los halógenos.
Desde esta tierra de nadie sale el hombre mismo, y en realidad, toda la vida. Como el carbono puede a veces comportarse como metal y a veces como no metal, le es posible combinarse en una fantástica diversidad de maneras.
Existen más de dos millones de compuestos de carbono, una vez y media el número formado por todos los demás elementos.
-Grupo Nitrogenoideos y Grupo Anfigenos.
Los Grupo 15 y 16, son dos grupos de personalidades también polifacéticas como el anterior. El nitrógeno y el oxígeno dan nombre a estos grupos que son gases, el resto están en la tierra. Poseen propiedades variadas, algunos similares y otros muy diferentes .
-Grupo 17 , o Familia de Halógenos
El Grupo 17, es el grupo de los elementos llamados halógenos son a su manera tan activos como el hidrógeno. Todos ellos tienen siete electrones en su órbita externa: por esta razón se apoderan fácilmente de un electrón de otros átomos, formando "iones" con carga eléctrica.
En realidad, el nombre halógeno procede de la palabra griega hais , sal, y el sufijo gen "que produce" o "que forma".
Estos elementos son claramente no metálicos: sus electrones más externos están retenidos con tanta fuerza que rara vez establecen reacciones. Los halógenos se encuentran en los tres estados físicos familiares. El flúor y el cloro son gases; el bromo es el único elemento, además del mercurio, que es líquido a la temperatura ambiente; el yodo y el astato son sólidos.
Los halógenos son venenosos, corrosivos y poderosos bactericidas. La tintura de yodo es un buen antiséptico; el fluoruro de sodio reduce la caries dental ocasionada por algunas bacterias.
-Grupo 18 . Familia de Gases Inertes o Nobles.
Los gases conocidos con los nombres de inertes, nobles y raros. De hecho, los átomos de un mismo gas inerte no se unen entre sí: todos los demás gases existen en forma de moléculas de dos átomos, por ejemplo 0 2 , H 2 y Cl 2 . Estos elementos inertes son de los más raros conocidos, si bien el helio puede ser extraído del gas natural. Constituyen menos del 1 % de la atmósfera. La escasa sociabilidad y extrema estabilidad de los gases inertes se debe a su estructura electrónica. Como su órbita externa está completamente llena de electrones, estos átomos casi no tienen incentivo para perder o ganar electrones en presencia de otros átomos.
-El hidrógeno.
El hidrógeno es único entre todos los elementos.
Su núcleo consiste en un solo protón, alrededor del cual gira un solitario electrón.
Se lo coloca en el extremo superior izquierdo y considera como perteneciente al grupo de los metales alcalinos, por su configuración electrónica. En realidad por sus propiedades existen iguales razones para situarlo entre los halógenos . El hidrógeno, al igual que cada halógeno precede a un gas inerte en la tabla periódica y eso determina sus propiedades químicas.
Es un gas activo, "diatómico", es decir, las moléculas de hidrógeno consisten en dos átomos unidos.
-Familia de Metales de transición interna
Lantánidos: Los elementos generalmente conocidos como "tierras raras", ni son raras ni son tierras. Son metales blandos y maleables, y no escasean. El cerio, que es el más abundante, existe en mayor cantidad que el estaño o el plomo.
Todas las 15 "tierras raras" tienen dos electrones externos y ocho o nueve en la segunda capa interna. Difieren por los electrones de la tercera capa interna.
Son minerales, cuando se encuentra una de ellas, se encontraran todas las demás. Los elementos separados no pudieron ser obtenidos en cantidades comerciales hasta finales de 1950. No obstante, la familia ha sido utilizada industrialmente desde principios del siglo XX. Se utiliza medio millón de kilos por año en una aleación llamada "misch metal", metal mixto, un combinado con hierro para producir las piedras para encendedores. Su uso principal es en la fabricación de hierro y de acero, donde absorbe impurezas, mejora la textura y facilita el trabajo.
Actínidos: Son elementos que se desintegran y finalmente desaparecen. Los metales actínidos son los átomos más pesados de todos los elementos, y terminan la tabla periódica.
Llamados segunda serie de tierras raras, todos ellos tienen estructuras electrónicas y propiedades semejantes. Son todos radiactivos; su desintegración puede durar instantes o millones de años. Todos los que tienen números atómicos por encima del 92, (Uranio), son ahora fabricados por el hombre. Probablemente existieron un día en la naturaleza, pero han desaparecido.
En 1940, se descubrió que al bombardear átomos de Uranio con neutrones, este los absorbía y se transformaba en otros elementos, llamados "transuranianos" o "artificiales".
VIDEOS DIDACTICOS
Tabla periódica y valencia
3.1 Propiedades periódicas de los elementos:
Son propiedades que presentan los átomos de un elemento siguiendo una periodicidad y originan el nombre de "Tabla Periódica" .
Esto es, se modifican gradualmente a lo largo de la fila hasta un punto máximo al cual se llega en el último elemento de la fila.
En las fila de mas abajo ocurre de igual forma y así en toda la tabla.
Por la posición de un elemento podemos predecir qué valores tendrán dichas propiedades, así como a través de ellas el comportamiento químico del elemento en cuestión.
La variación de una de las propiedades periódicas en algún grupo o algún período, va a responder a una regla general y su conocimiento va a permitir conocer el comportamiento, desde un punto de vista químico.
La varias las propiedades periódicas mencionadas mas abajo, pero sólo analizaremos dos de ellas "radio atómico" y "electronegatividad".
-Radio atómico:
Se define el radio atómico como la distancia más probable del electrón más externo al núcleo. Obsérvese que decimos distancia más probable, ya que según la mecánica cuántica, el electrón no se encuentra confinado en una órbita o trayectoria cerrada y solamente podemos hablar en términos de probabilidad de encontrar al electrón en un punto dado del espacio. Aumenta hacia abajo y a la izquierda el radio atómico o el tamaño del átomo .
-Electronegatividad:
Es la capacidad que tiene el átomo de un elemento para atraer hacia sí los electrones, cuando forma parte de un compuesto. Si un átomo tiene una gran tendencia a atraer electrones se dice que es muy electronegativo (como los elementos próximos al flúor) y si su tendencia es a perder esos electrones se dice que es muy electropositivo (como los elementos alcalinos). Aumenta hacia arriba y hacia la derecha.
4 Grupos, Periodos, Bloques, Categorías, Familias.
Como dijimos, la tabla periódica actual es un cuadrícula donde se clasifican los elementos conocidos hasta la fecha. Se colocan de izquierda a derecha y de arriba a abajo en orden creciente de sus números atómicos, en grupos por filas.
De esta forma quedan ordenadas las propiedades periódicas que condicionan las propiedades químicas de los elementos. Es por esto que se pueden reconocer las categorías, bloques y familias .
4.1 Grupos:
A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos.
Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la tabla periódica se ideó para ordenar estas familias de una forma coherente y fácil de ver.
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, esto es tienen el mismo número de electrones en la última capa, y por ello, tienen propiedades similares entre sí.
Valencia atómica = Nº de electrones ultima capa = prop. químicas
La explicación moderna es que las propiedades químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más externos, los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares.
Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una configuración electrónica ns1 y una valencia de 1 (un electrón externo) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1.
Los elementos del grupo 8 , último de la derecha, tienen 8 electrones en su capa exterior, son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son excepcionalmente no reactivos y son también llamados gases inertes.
Regla del octeto:
Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la tabla periódica se ideó para ordenar estas familias de una forma coherente y fácil de ver.
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, esto es tienen el mismo número de electrones en la última capa, y por ello, tienen propiedades similares entre sí.
Valencia atómica = Nº de electrones ultima capa = prop. químicas
La explicación moderna es que las propiedades químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más externos, los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares.
Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una configuración electrónica ns1 y una valencia de 1 (un electrón externo) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1.
Los elementos del grupo 8 , último de la derecha, tienen 8 electrones en su capa exterior, son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son excepcionalmente no reactivos y son también llamados gases inertes.
Regla del octeto:
Fue propuesta por Lewis y dice que la tendencia de los elementos de la tabla periódica, es completar su último nivel de energía con una cantidad de 8 electrones, y de esta forma adquiere una configuración muy estable semejante a un gas noble.
4.2 Períodos:
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos (nun. cuántico "n")
El número de niveles energéticos de un átomo determina el periodo al que pertenece.
Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica y da forma a la tabla periódica. Los electrones situados en niveles más externos determinan en gran medida las propiedades químicas, por lo que éstas tienden a ser similares dentro de un mismo grupo, sin embargo la masa atómica varía considerablemente incluso entre elementos adyacentes. Al contrario, dos elementos adyacentes de mismo periodo tienen una masa similar, pero propiedades químicas diferentes.
La tabla periódica consta de 7 períodos:
4.3 Bloques:
La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los electrones más externos (hacen referencia al nun cuántico azimutal)
Los bloques se denominan según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos (nun. cuántico "n")
El número de niveles energéticos de un átomo determina el periodo al que pertenece.
Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica y da forma a la tabla periódica. Los electrones situados en niveles más externos determinan en gran medida las propiedades químicas, por lo que éstas tienden a ser similares dentro de un mismo grupo, sin embargo la masa atómica varía considerablemente incluso entre elementos adyacentes. Al contrario, dos elementos adyacentes de mismo periodo tienen una masa similar, pero propiedades químicas diferentes.
La tabla periódica consta de 7 períodos:
4.3 Bloques:
La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los electrones más externos (hacen referencia al nun cuántico azimutal)
Los bloques se denominan según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.
4.4 Categorías metálicas, metaloides, y no metálicas:
De acuerdo con las propiedades físicas y químicas que comparten, los elementos se pueden clasificar en tres grandes categorías: metales, metaloides y no metales.
-Los metales son generalmente sólidos, brillantes, altamente conductores del calor y la electricidad, que forman aleaciones de unos con otros. Demás forman compuestos iónicos similares a sales con compuestos no metálicos (siempre que no sean los gases nobles).
Encontramos los metales alcalinos que son altamente reactivos. Luego los metales alcalinotérreos , que son menos reactivos.
Características de los metales : Conducen con facilidad el calor y la electricidad. Presentan brillo metálico. Generalmente pueden ser laminados o estirados formando alambres. Por lo regular, a temperatura ambiente son sólidos, excepto Hg, Ga, Cs y Fr. Entregan electrones al combinarse con no metales. Quedando con cargas positivas (cationes).
-Los no metales en su mayoría son gases incoloros o de colores; pueden formar enlaces covalentes con otros elementos no metálicos. Pueden subdividirse en no metales poliatómicos (que, por estar más cercanos a los metaloides, muestran cierto carácter metálico incipiente) , y no metales diatómicos (que son esencialmente no metálicos)
Características de los no metales: Son malos conductores del calor y de la electricidad. No son maleables ni dúctiles. Son frágiles. Reciben electrones al combinarse con los metales adquiriendo así cargas negativas (aniones).
-Los metaloides están entre los metales y los no metales, que tienen propiedades intermedias o mixtas. Otras categorías: Se denominan a los lantánidos y actínidos metales de transición y metales post-transición.
Los gases nobles, que son monoatómicos no metálicos y casi completamente inertes.
4.5 Familias.
Cuando un grupo o a varios grupos que poseen propiedades similares, se le atribuye pertenecer a una familia determinada.
En algunos casos una familia es un grupo y en otros una familia son varios grupos.
Por ejemplo:
Los Alcalinos (grupo 1) y Alcalinotérreos (grupo 2) , son grupos y también familias.
Los metales de transición (grupo del 3 al grupo 12) tiene varios grupos pero una familia.
Los metales de transición interna tienen dos períodos , son los "Lantánidos" y "Actínidos".
Los no metales es una familia que incluye partes de grupos y partes de períodos.
Los metaloides es una familia de elementos que se encuentran en la escalera de separación.
-Familia/Grupo de Metales alcalinos:
Son los del Grupo 1. Los seis elementos situados en el grupo 1 de la tabla periódica (excepto el hidrógeno que es un gas). Cada uno tiene solo un electrón en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlo (esto es debido a que tienen poca afinidad electrónica, y baja energía de ionización), con lo que forman un Ion monopositivo, (M+). Presentan densidades muy bajas y son buenos conductores de calor y la electricidad; reaccionan de inmediato con el agua, oxigeno y otras substancias químicas, y nunca se les encuentra como elementos libres (no combinados) en la naturaleza. Los compuestos típicos de los metales alcalinos son solubles en agua y están presentes en el agua de mar y en depósitos salinos. Como estos metales reaccionan rápidamente con él oxigeno, se venden en recipientes al vacío, pero por lo general se almacenan bajo aceite mineral queroseno. Tienen valencia +1
-Familia/Grupo de Metales alcalinotérreos
Los del Grupo 2 son un grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la tabla periódica El nombre de alcalinotérreos proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades alcalinas. Características: son más duros que los metales alcalinos, tienen brillo y son buenos conductores eléctricos; menos reactivos que los alcalinos, buenos agentes reductores y forman compuestos iónicos. A excepción del berilio, forman compuestos claramente iónicos. Son metales de baja densidad, coloreados y blandos. La solubilidad de sus compuestos es bastante menor que sus correspondientes alcalinos. Todos tienen como valencia +2
-Familia de Metales de transición
Son metales del Grupo 3 al 12. El nombre de "transición" proviene de una característica que presentan estos elementos de poder ser estables por si mismos sin necesidad de una reacción con otro elemento. Casi todos los elementos son metales típicos, de elevada dureza, con puntos de fusión y ebullición altos, buenos conductores tanto del calor como de la electricidad. Poseen una gran versatilidad de estados de oxidación, pudiendo alcanzar una carga positiva tan alta como la de su grupo, e incluso en ocasiones negativa. Sus combinaciones son fuertemente coloreadas. Pueden formar aleaciones entre ellos. Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio). Forman complejos iónicos. Los iones de los elementos de transición pueden tener múltiples valencia estables ya que pueden perder electrones.
-Grupo de Boroideos y de Carbonoideos
Los Grupo 13 y 14, encabezados por el boro y el carbono que identifican a los elementos de esa columna o grupo no tienen orden o conexión.
Son negros, pardos o blanco, son blandos o duros, son metálico y no metálico. Ningún otro grupo de elementos es tan variado. Probablemente es así porque se encuentran cerca del punto medio de la tabla periódica; con tres o cuatro electrones en su capa exterior, se encuentran entre los "súper metales alcalinos" y los "súper no-metales" que son los halógenos.
Desde esta tierra de nadie sale el hombre mismo, y en realidad, toda la vida. Como el carbono puede a veces comportarse como metal y a veces como no metal, le es posible combinarse en una fantástica diversidad de maneras.
Existen más de dos millones de compuestos de carbono, una vez y media el número formado por todos los demás elementos.
-Grupo Nitrogenoideos y Grupo Anfigenos.
Los Grupo 15 y 16, son dos grupos de personalidades también polifacéticas como el anterior. El nitrógeno y el oxígeno dan nombre a estos grupos que son gases, el resto están en la tierra. Poseen propiedades variadas, algunos similares y otros muy diferentes .
-Grupo 17 , o Familia de Halógenos
El Grupo 17, es el grupo de los elementos llamados halógenos son a su manera tan activos como el hidrógeno. Todos ellos tienen siete electrones en su órbita externa: por esta razón se apoderan fácilmente de un electrón de otros átomos, formando "iones" con carga eléctrica.
En realidad, el nombre halógeno procede de la palabra griega hais , sal, y el sufijo gen "que produce" o "que forma".
Estos elementos son claramente no metálicos: sus electrones más externos están retenidos con tanta fuerza que rara vez establecen reacciones. Los halógenos se encuentran en los tres estados físicos familiares. El flúor y el cloro son gases; el bromo es el único elemento, además del mercurio, que es líquido a la temperatura ambiente; el yodo y el astato son sólidos.
Los halógenos son venenosos, corrosivos y poderosos bactericidas. La tintura de yodo es un buen antiséptico; el fluoruro de sodio reduce la caries dental ocasionada por algunas bacterias.
-Grupo 18 . Familia de Gases Inertes o Nobles.
Los gases conocidos con los nombres de inertes, nobles y raros. De hecho, los átomos de un mismo gas inerte no se unen entre sí: todos los demás gases existen en forma de moléculas de dos átomos, por ejemplo 0 2 , H 2 y Cl 2 . Estos elementos inertes son de los más raros conocidos, si bien el helio puede ser extraído del gas natural. Constituyen menos del 1 % de la atmósfera. La escasa sociabilidad y extrema estabilidad de los gases inertes se debe a su estructura electrónica. Como su órbita externa está completamente llena de electrones, estos átomos casi no tienen incentivo para perder o ganar electrones en presencia de otros átomos.
-El hidrógeno.
El hidrógeno es único entre todos los elementos.
Su núcleo consiste en un solo protón, alrededor del cual gira un solitario electrón.
Se lo coloca en el extremo superior izquierdo y considera como perteneciente al grupo de los metales alcalinos, por su configuración electrónica. En realidad por sus propiedades existen iguales razones para situarlo entre los halógenos . El hidrógeno, al igual que cada halógeno precede a un gas inerte en la tabla periódica y eso determina sus propiedades químicas.
Es un gas activo, "diatómico", es decir, las moléculas de hidrógeno consisten en dos átomos unidos.
-Familia de Metales de transición interna
Lantánidos: Los elementos generalmente conocidos como "tierras raras", ni son raras ni son tierras. Son metales blandos y maleables, y no escasean. El cerio, que es el más abundante, existe en mayor cantidad que el estaño o el plomo.
Todas las 15 "tierras raras" tienen dos electrones externos y ocho o nueve en la segunda capa interna. Difieren por los electrones de la tercera capa interna.
Son minerales, cuando se encuentra una de ellas, se encontraran todas las demás. Los elementos separados no pudieron ser obtenidos en cantidades comerciales hasta finales de 1950. No obstante, la familia ha sido utilizada industrialmente desde principios del siglo XX. Se utiliza medio millón de kilos por año en una aleación llamada "misch metal", metal mixto, un combinado con hierro para producir las piedras para encendedores. Su uso principal es en la fabricación de hierro y de acero, donde absorbe impurezas, mejora la textura y facilita el trabajo.
Actínidos: Son elementos que se desintegran y finalmente desaparecen. Los metales actínidos son los átomos más pesados de todos los elementos, y terminan la tabla periódica.
Llamados segunda serie de tierras raras, todos ellos tienen estructuras electrónicas y propiedades semejantes. Son todos radiactivos; su desintegración puede durar instantes o millones de años. Todos los que tienen números atómicos por encima del 92, (Uranio), son ahora fabricados por el hombre. Probablemente existieron un día en la naturaleza, pero han desaparecido.
En 1940, se descubrió que al bombardear átomos de Uranio con neutrones, este los absorbía y se transformaba en otros elementos, llamados "transuranianos" o "artificiales".
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