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material de apoyo a la cursada de Ciencias Naturales en la escuela secundaria
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EEST 6 “Albert Thomas” | Prof. Claudio González Gilabert 1
1 CIENCIAS NATURALES | TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
Contenido
Contenido ...................................................................... 1
HISTORIA ....................................................................... 1
Clasificaciones de los elementos químicos................ 1
Döbereiner ............................................................ 1
Meyer ................................................................... 1
Mendeleïev ........................................................... 1
Tabla periódica moderna ...................................... 2
ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN DE LA TABLA
PERIÓDICA ..................................................................... 3
Grupos ....................................................................... 3
Períodos .................................................................... 4
Bloques ...................................................................... 4
ELEMENTOS QUÍMICOS… .............................................. 5
RESUMIENDO ................................................................ 6
HISTORIA
Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a la complejidad de la materia que nos
rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda materia se resumían al agua, a la tierra, al fuego y al aire. Sin
embargo al cabo del tiempo y, gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta
de que la materia es en realidad más compleja de lo que parece.
Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad de ordenar los nuevos elementos descubiertos.
La primera manera, la más natural, fue la de clasificarlos según sus masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba
las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tabla
periódica que es utilizada en nuestros días.
Clasificaciones de los elementos químicos
Döbereiner
En 1817, este químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la masa atómica de ciertos
elementos y sus propiedades. Destaca la existencia de similitudes entre elementos agrupados en trías que él denomina
“tríadas”. Podemos señalar como ejemplo la tríada del cloro, del bromo y del yodo, que pone en evidencia que la masa
de uno de los tres elementos de la tríada es intermedia entre la de los otros dos. En 1850 se pudo contar con unas 20
tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.
Meyer
En 1869, Meyer, químico alemán, muestra una cierta periodicidad en el volumen atómico. Los elementos similares
tienen un volumen atómico similar en relación con los otros elementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un
volumen atómico importante.
Mendeleïev
En 1869, Mendeleiev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica. Esta tabla fue la primera
presentación coherente de las semejanzas de los elementos. Se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus
masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos.
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La primera tabla contenía 63 elementos y fue diseñada para poder mostrar la periodicidad de los mismos. De esta
manera los elementos son clasificados vertical y horizontalmente.
Para poder aplicar la ley que él creía cierta, tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Estaba convencido de que un día esos
lugares vacíos, que correspondían a las masas atómicas 45, 68, 70 y 180, no lo estarían más. Los descubrimientos
futuros confirmaron esta convicción.
Consiguió además prever las propiedades químicas de tres de los elementos que faltaban, a partir de las propiedades de
los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos: galio, escandio y germanio, fueron descubiertos y
ellos poseían las propiedades que él predijo.
Sin embargo aunque la clasificación de Mendeleiev marca un claro progreso, contiene ciertas anomalías debidas a
errores de determinación de masa atómica de la época.
Por esto, Moseley introdujo, en el año 1914, el siguiente criterio:
Los elementos están ordenados de acuerdo
con el número atómico creciente.
Tabla periódica moderna
La tabla de Mendeleiev condujo a la tabla periódica actualmente utilizada.
Los elementos están ubicados en la tabla de acuerdo con una ordenación vertical llamada grupo y una ordenación
horizontal llamada período. Es decir que para encontrar un elemento en la tabla se debe conocer a qué grupo y a qué
período pertenece.
Un grupo de la tabla periódica es una columna vertical de la
tabla.
Hay 18 columnas verticales divididas en 8 grupos A y 8
grupos B.
La tabla ha sido inventada para organizar las series químicas conocidas dentro de un esquema coherente. La
distribución de los elementos en la tabla periódica proviene del hecho de que los elementos de un mismo grupo, poseen
la misma configuración electrónica en su capa más externa.
Como el comportamiento químico está principalmente dictado por las interacciones de estos electrones de la última
capa, de aquí el hecho de que los elementos de un mismo grupo tengan similares propiedades físicas y químicas.
Un período de la tabla periódica es la ordenación horizontal
de los elementos.
A lo largo de un período las propiedades físicas y químicas de los elementos van variando gradualmente.
En la tabla periódica hay 7 períodos.
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ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA
La tabla periódica actual es un sistema 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. Los elementos están ordenados en
siete hileras horizontales llamadas periodos, y en 18 columnas verticales llamadas grupos o familias.
Hacia abajo y a la izquierda aumenta el radio atómico y el radio iónico.
Hacia arriba y a la derecha aumenta la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad.
Grupos
A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos o familias. 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, entendido como el número de electrones en la
última capa, y por ello, tienen propiedades similares entre sí.
La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un grupo
poseen configuraciones electrónicas similares y la misma valencia, o número de electrones en la última capa. Dado 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 en el último grupo
de la derecha 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.
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Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación de la IUPAC (según la
antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 y entre paréntesis según el sistema estadounidense, los grupos de la tabla
periódica son:
Grupo 1 (I A): los metales alcalinos
Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos.
Grupo 3 (III B): familia del Escandio (tierras
raras yactinidos).
Grupo 4 (IV B): familia del Titanio.
Grupo 5 (V B): familia del Vanadio.
Grupo 6 (VI B): familia del Cromo.
Grupo 7 (VII B): familia del
Manganeso.
Grupo 8 (VIII B): familia del
Hierro.
Grupo 9 (VIII B): familia del
Cobalto.
Grupo 10 (VIII B): familia
del Níquel.
Grupo 11 (I B): familia
del Cobre.
Grupo 12 (II B): familia
del Zinc.
Grupo 13 (III A): los térreos.
Grupo 14 (IV A): los
carbonoideos.
Grupo 15 (V A): los
nitrogenoideos .
Grupo 16 (VI A): los calcógenos
o anfígenos.
Grupo 17 (VII A): los halógenos.
Grupo 18 (VIII A): los gases
nobles.
Períodos
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. El número de niveles energéticos de
un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintos subniveles, que conforme
aumenta su número atómico se van llenando en este orden:
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:
Bloques
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5 CIENCIAS NATURALES | TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los
electrones más externos, de acuerdo al principio de Aufbau.
Los bloques o regiones 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.
ELEMENTOS QUÍMICOS…
En la tabla periódica, los elementos están ordenados también de acuerdo con características comunes. Según este
criterio, a los elementos se los clasifica en:
Metales
No metales
Gases nobles.
Aún antes de establecerse la tabla periódica, ya el creador de la SIMBOLOGÍA de los elementos J. J. BERZELIUS publicó
en 1814 una clasificación sistemática en donde agrupaba dos tipos: los METALES y los NO METALES.
Veamos las características de los elementos METÁLICOS:
Conducen con facilidad el calor y la electricidad.
Presentan brillo metálico.
Generalmente pueden ser laminados o estirados formando
alambres, propiedades que se conocen como MALEABILIDAD y
DUCTILIDAD.
Por lo regular, a temperatura ambiente son sólidos, excepto Hg, Ga,
Cs y Fr.
Al combinarse con NO METALES ceden electrones por lo que
adquieren cargas positivas (CATIONES).
En cambio, los NO METALES presentan las siguientes
características:
o Son malos conductores del calor y de la
electricidad.
o No son maleables ni dúctiles.
o Son frágiles.
o Reciben electrones al combinarse con los
METALES adquiriendo así cargas NEGATIVAS
(ANIONES).
Los GASES NOBLES presentan las siguientes características:
o Son gases monoatómicos.
o No presentan actividad química, es decir que no reaccionan
químicamente con ningún elemento. Por ejemplo, los gases utilizados
en los carteles luminosos.
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En mayo del 2013, la IUPAC publicó la tabla periódica actualizada. En esta tabla periódica aparecen dos nuevos
elementos químicos. Estos son los más pesados descubiertos hasta la fecha (289 y 292 de masa atómica,
respectivamente) y altamente radiactivos.
• Flerovio (Fl): en honor a Georgi Flerov, físico nuclear soviético
• Livermorio (Lv): en honor al Lawrence Livermore National Laboratory
RESUMIENDO
El ordenamiento de los elementos en la tabla periódica no fue hecho al azar, sino que es el fruto de un gran número de
intentos por agruparlos en función de sus propiedades y el orden seguido.
Actualmente los elementos están ordenados de acuerdo con el NUMERO ATÓMICO CRECIENTE que es la cantidad de
PROTONES existentes en el NÚCLEO del átomo.
El nombre de TABLA PERIÓDICA la recibe precisamente porque, cada cierto número de elementos, las propiedades
químicas se repiten; quedando colocados uno bajo Del otro todos aquellos elementos que presentan propiedades con
similitud, para formarse así un GRUPO.
Los PERIÓDOS están formados por un conjunto de elementos que, teniendo propiedades químicas diferentes,
mantienen en común el presentar igual número de niveles con electrones en su envoltura, correspondiendo el número
de PERIODO al total de niveles.
Las propiedades químicas de los elementos, dependen de la distribución electrónica en los diferentes niveles. Por ello,
todos aquellos que tienen igual número de electrones en su último nivel, presentan propiedades químicas similares. El
número de período en que se encuentra ubicado, corresponde al del último nivel con electrones y el número de grupo
guarda relación con la cantidad de electrones en la última capa.
Entonces, ¿cómo ubicamos los elementos en la tabla?
Busco al elemento que pertenezca al grupo 1A período 3:
o el elemento es el SODIO,
¿qué elemento se encuentra en el grupo 4A período 4?:
o el elemento es el GERMANIO
y ¿qué elemento se encuentra en el grupo 1B período 6?:
o el elemento es el ORO.
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