B. Q. F GABRIEL AGUILAR

LA TABLA PERIÓDICA

(PARTE III)

Principios generales: elementos, Símbolos.

Constitución: metales, no metales,

metaloides.

Estructura (grupos A y B)

ROBERT BOYLE, Definió los elementos como aquellas sustancias que no se pueden descomponer en sustancias más simples.

LAVOISIER, Incluyó una lista de elementos con base de criterios aplicados por Boyle.

Cuando a principios del siglo XIX se midieron las masas atómicas de una gran cantidad de elementos, se observó que ciertas propiedades variaban periódicamente en relación a su masa.

De esa manera, hubo diversos intentos de agrupar los elementos, todos ellos usando la masa atómica como criterio de ordenación.

Triadas de Döbereiner (1829) ◦ Buscaba tríos de elementos en los

que la masa del elemento intermedio es la media aritmética de la masa de los otros dos. Así se encontraron las siguientes triadas:

◦ Cl, Br y I; Li, Na y K; Ca, Sr y Ba; S, Se y Te…

Anillo de Chancourtois (1862). ◦ Coloca los elementos en espiral de

forma que los que tienen parecidas propiedades queden unos encima de otros.

Octavas de Newlands (1864). En 1863 propuso que los elementos se ordenaran en “octavas”, ya que observó, tras ordenar los elementos según el aumento de la masa atómica, que ciertas propiedades se repetían cada ocho elementos

H Li Be B C N O

F Mg Al Si P S Na

Cl Ca Cr Ti Mn Fe K

El químico ruso Dimitri Mendeleev, en 1869, propuso por primera vez la tabla periódica.

El organizó su tabla primeramente por el peso atómico de los elementos, ahora se organizan por su numero atómico.

Esta era su tabla para 1869.

Elementos conocidos en esa época

La clasificación de Mendeleiev es la mas conocida y elaborada de todas las primeras clasificaciones periódicas.

Clasificó lo 63 elementos conocidos hasta entonces utilizando el criterio de masa atómica usado hasta entonces.

Hasta bastantes años después no se definió el concepto de número atómico puesto que no se habían descubierto los protones.

Dejaba espacios vacíos, que él consideró que se trataba de elementos que aún no se habían

descubierto.

Así, predijo las propiedades de algunos de éstos, tales como el germanio (Ge).

En vida de Mendeleiev se descubrió el Ge que tenía las propiedades previstas

Un inconveniente de la tabla de Mendeleiev era que algunos elementos tenía que colocarlos en desorden de masa atómica para que coincidieran las propiedades.

Él lo atribuyó a que las masas atómicas estaban mal medidas. Así, por ejemplo, colocó el teluro (Te) antes que el yodo (I) a pesar de que la masa atómica de éste era menor que la de aquel.

En 1913 Henry Moseley, mediante estudios de rayos X, determinó la carga nuclear (número atómico) de los elementos.

1887 - 1915

Moseley ordenó los elementos de la tabla periódica usando como criterio de clasificación el número atómico. Reagrupó los elementos en orden creciente de número atómico.

Enunció la “ley periódica”: "Si los elementos se colocan según aumenta su número atómico, se observa una variación periódica de sus propiedades físicas y químicas".

Se denomina elemento químico a toda

sustancia que no puede descomponer en

otras más simples por medios químicos

convencionales.

Hasta ahora se ha descubierto 118

elementos químicos, no obstante, ya se han

reportado el descubrimiento de más elementos

químicos.

A cada elemento se le ha asignado un símbolo,

que no es más que una forma abreviada de

escribir el nombre del elemento, aceptada

internacionalmente. El origen de esto es muy

diverso

La mayoría de los elementos no se descubrieron hasta hace unos 300 años.

Respecto al origen de la denominación de los elementos podríamos decir que es diverso:

Unos hacen referencia a algunas propiedades.

Otros al nombre del descubridor o al de prominentes hombres de ciencia.

Otros hacen referencia u homenaje a algunos países donde fueron descubiertos.

Otros nombres nos recuerdan a algunos astros.

Mercurio, su nombre se debe al planeta del mismo nombre, pero su abreviatura es Hg. Dioscórides lo llamaba plata acuática (en griego hydrárgyros). hydra=agua, gyros= plata.

Uranio (U): del planeta Urano.

Neptunio (Np): del planeta Neptuno.

Plutonio (Pu): del planeta Plutón.

Titanio(Ti): de Titán, luna de Saturno, y éste a su vez de los Titanes, los primeros hijos de la Tierra según la mitología griega.

Cobre (Cu): cuprum, de la isla de Chipre.

Galio (Ga): de Gallia, Francia

10

Ne

20.18

Numero atómico

Símbolo

Masa atómica

Nos indican los niveles energéticos, se designan con números arábigos y corresponden a las filas horizontales de la tabla periódica encontramos siete períodos.

Contiene solo 2 elementos: Hidrógeno y Helio.

Estos dos períodos contienen 8 elementos cada uno.

Estos dos períodos contienen 18 elementos cada uno.

Contiene 32 elementos, incluyendo los Lantánidos.

Incluye los Actínidos, aún no está completo, ya que los científicos siguen preparando nuevos elementos en los laboratorios.

Son las columnas verticales de la tabla periódica y nos indican el número de electrones de su capa más externa, nivel de valencia, por lo que presentan propiedades químicas similares .

Familias del grupo A:

Grupo Nombre

I A Alcalinos

II A Alcalinos térreos

III A Térreos

IV A Carbonados

V A Nitrogenados

VI A Calcógenos

VII A Halógenos

VIII A Gases nobles

Familia del grupo B:

Elementos de Transición: se les llama así porque sus electrones de valencia se encuentran distribuidos en órbitas diferentes a las del Grupo A, ya que tienen semi llenos sus orbitales d.

Elementos de Transición Interna: Se hallan en la parte inferior de la tabla periódica, se dividen en la serie de lantánidos y actínidos.

Metales: Grupo de los elementos que se hallan a la izquierda de la línea diagonal escalonada de la tabla periódico.

No Metales: Grupo de elementos con más de 3 electrones de valencia y se ubican a la derecha de la línea diagonal escalonada de la tabla periódica.

Metaloides: Elementos cuyos símbolos están situados adyacentes a la línea diagonal escalonada de la tabla periódica, entre los metales y los no metales. Sus propiedades son intermedias entre los metales y no metales.

• Todos son sólidos excepto el Mercurio (Hg).

• Son buenos conductores de calor y electricidad. Ejemplos: Plata (Ag), Cobre (Cu), Mercurio (Hg) y Aluminio (Al).

• Son lustres, tienen una superficie brillante. Ejemplos: Plata (Ag), Oro (Au), Cromo (Cr).

Son maleables quiere decir que se pueden martillar o laminar. Ejemplos: Hierro (Fe), Oro (Au), Estaño (Sn), Plomo (Pb).

Son dúctiles, muchos se pueden estirar para formar alambres. Ejemplos: Aluminio (Al), Cobre (Cu) y Cromo (Cr).

Algunos son duros: Cr, Fe, Mn.

Metales blandos: Au, Pb, Na.

Cu

brillante (brillante)

dúctil (puede tirar en el alambre)

maleable (puede martillar en forma)

buenos conductores (calor y electricidad)

PERIÓDICAS

Retienen débilmente los electrones de la capa más externa (capa de valencia).

REACTIVIDAD

La mayoría reaccionan con los no metales principalmente con el O2, para formar óxidos y con los halógenos para formar haluros, la reactividad varía entre los elementos del Grupo A por ejemplo el Na es el más reactivo.

FORMAN CATIONES

Son malos conductores de electricidad, S, Se, I2.

No tienen lustre son opacos, ejemplo C (carbón vegetal), S, P.

No son maleables, se desmoronan al golpearlos. S, C, P.

No son dúctiles.

En su mayoría no tienen dureza excepto el diamante.

Sólidos, líquidos y gases.

S

Br2 I2 S8 Ne

bromo yodo sulfuro neón

PERIÓDICAS

Retienen con fuerza los electrones de la capa externa y tienden atraer los electrones de los otros elementos durante una reacción química.

FORMAN ANIONES

VALENCIA

Tienen en su capa de valencia 4 o más electrones por ejemplo: del grupo IV tienen 4 electrones y VA tienen 5 electrones y VI tienen 6 electrones

REACTIVIDAD

La facilidad con que reaccionan con otros elementos es variable algunos son extremadamente reactivos como el flúor y el O2 pero otros prácticamente no se combinan con ningún otro elemento como los gases nobles o raros VIIIA.

Son semejantes a las de los metales y no metales. Son sólidos a Temperatura ambiente. La mayoría de ellos presentan brillo metálico por lo general son muy duros y se pueden presentar en diferentes formas alotrópicas.

Son semiconductores de electricidad

Tienen 3 o más electrones en su capa externa el Boro tiene 3 electrones, Si y Ge tienen 4 electrones, As y Sb 5 y el Te 6.

Algunos son más reactivos que otros.

Grupo llamado “Metales Alcalinos”

• Li, Na, K, Rb, Cs y Fr

• Metales blandos de color gris.

• Su densidad es pequeña y son buenos conductores de calor y electricidad.

• Reaccionan rápidamente con el oxígeno, agua y otras reacciones químicas.

• Son solubles en agua de mar y en los depósitos de sal.

Grupo llamado: “Metales Alcalinotérreos”

Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra

Tienen puntos de fusión más altos que los del grupo IA.

La densidad es pequeña.

Todos los metales alcalinotérreos tienen 2 electrones de valencia.

• Casi todas las “aguas duras” contienen iones tanto Calcio como Magnesio.

• El Berilio es costoso y se emplean aleaciones de este metal en herramientas que no producen chispas.

• El Berilio y sus conceptos son tóxicos.

• Los compuestos de Bario se utilizan extensamente en pigmentos blancos, el radio es atómico.

Grupo llamado: “Metales Térreos”

O elementos del Boro

• B, Al, Ga, In, Tl

• El Boro es un metaloide de punto de fusión muy alto.

• Dentro de este grupo la densidad y el carácter metálico aumentan con el número atómico.

• El Boro se encuentra en estado natural, pero es el elemento fundamental del bórax.

• Los compuestos del boro se utilizan la fabricación del pyrex, fibra de vidrio, abrasivos, herramientas de corte, esmalte de porcelana y como retardante de flama.

El aluminio es buen conductor de calor y electricidad es un metal dúctil que se fabrican alambres ligeros.

Se encuentra disperso en diversos minerales como la arcilla y el feldespato, donde forma enlaces con compuestos como el Oxígeno y el Silicio.

• El Aluminio puro y las aleaciones del Aluminio tienen una extensa variedad de usos, como la fabricación de aviones, alambres para transmisión eléctrica, motores, automóviles.

• El Ga se funde a 29,8°C, se está aplicando como semiconductores de estado sólido para computadoras y en las celdas solares.

• El Indio es muy blando, se emplea en transistores y recubrimientos de espejos.

• El Talio y sus compuestos son tóxicos.

Grupo llamado: “Carbonoides”

O elementos del carbono.

• C, Si, Ge, Sn, Pb.

• El carbono vegetal es una forma alotrópica no cristalina, o quizá microcristalina, El Carbono sin una distribución atómica definida.

• Todos los productos derivados del petróleo, así como los sintéticos como los plásticos, fibras y medicinas, son también compuestos orgánicos.

• El Silicio es un metaloide con propiedades de carácter netamente no metálico es el segundo elemento más abundante de la naturaleza 26% de la corteza terrestre.

• La arena de cuarzo que es dióxido de silicio se utiliza en la producción de vidrio y cemento, se lo utiliza también para la fabricación de transistorers y microchips.

• El Sn se utiliza en la fabricación de recipientes de hojalata.

• El Plomo es tóxico y se encuentra ligado a problemas con el cerebro, ya que este lo afecta directamente.

Grupo llamado: “Nitrogenoides”

O familia del Nitrógeno.

• N, P, As, Sb, Bi. • El Nitrógeno gaseoso diatómico constituye el

78% del volumen del aire tanto el Nitrógeno con el Fósforo son indispensables para la vida.

• Es un elemento fundamental de todos los aminoácidos presentes en las proteínas.

• Las moléculas de Nitrógeno del aire no son muy reactivas pero ciertas, bacterias del suelo pueden fijar Nitrógeno del compuesto convertido en amoníaco, que se emplea como fertilizante y también en la fabricación del ácido nítrico y diversos explosivos.

• El fósforo es un sólido reactivo que no se encuentra libre en estado natural, es una material no cristalino y de color rojo, que se usa para la fabricación de fósforos.

• El ácido fosfórico se Usa en la fabricación de fósforos.

• El As. es un metaloide que predomina el carácter metálico, es un elemento tóxico. Es utilizado en ciertos insecticidas y fungicidas agrícolas.

• El As. es utilizado también en aplicaciones de semiconductores y en láseres.

• El Sb es un elemento quebradizo y escamoso, con lustre metálico, se emplea para aumentar la dureza del plomo para acumuladores de automóviles, se utiliza en pigmentos de pintura, en esmaltes cerámicos y en agentes de prueba de fuego.

• El Bi es el único metal verdadero. Se utiliza en aleaciones como el peltre y aleaciones con bajo punto de fusión que se emplean en fusibles eléctricos y en sistemas rociadores contra incendios, se utiliza también como formulación de polvos faciales y cosméticos.

Grupo llamado “Calcógenos”

• O, S, Se, Te, Po. • Aunque todos tienen 6 electrones de valencia, sus

propiedades fluctúan desde metálicos hasta no metálicos conforme aumenta su número atómico.

• El Oxígeno gaseoso es indispensable para la vida, se desprende CO2 y H2O como productores colaterales constituye 21% del aire y el 49.5 % de la corteza terrestre.

• Otra forma alotrópica del oxígeno es el ozono, cuya fórmula es O3. Es más reactivo que el oxígeno ordinario y se forma a partir de oxígeno en un arco eléctrico.

• El S a temperatura ambiente es un sólido amarillo pálido que se encuentra libre en estado natural, es importante en la fabricación de neumáticos de caucho y ácido sulfúrico. Los compuestos de son importantes para blanquear frutos y granos.

• El Se su conductividad aumenta con la intensidad de la luz.

• El color rojo del Selenio que imparte al vidrio resulta útil en la fabricación de lentes para señales luminosas de tránsito.

• El Te tiene apariencia metálica pero es un metaloide que predomina la apariencia no metálica. Se emplea en semiconductores y para endurecer las placas de plomo de los acumuladores y el hierro colado.

• El Polonio elemento muy radioactivo muy escamoso que emite radiación alfa y beta su manejo es muy peligroso y sus usos están relacionados con su reactividad. Fue descubierto por Marie Curie, quién le dio el nombre de acuerdo a su natal Polonia.

Grupo llamado “Halógenos”

• F, Cl, Br, I, At.

• Cada átomo de halógeno tiene 7 electrones de valencia, todos los halógenos son diatómicos.

• Los halógenos son diatómicos es decir tienen dos átomos por molécula. Los halógenos son demasiado reactivos para hallarse libres en estado natural.

• El Flúor un gas amarillo pálido y es el elemento con más carácter no metálico de todos.

• Tiene tendencia a ganar electrones (1e) para formar iones de fluoruro.

• Con el Carbono forma Fluoruro Carbono muy necesarios para el uso de refrigerante, en los acondicionadores de aire.

• Los compuestos de Flúor tienen usos muy variados, desde la prevención de caries dental hasta la fabricación de lubricantes.

• El Cloro es un gas amarillo verdoso de olor irritante que reacciona con casi todos los elementos. En concentraciones bajas puede salvar la vida. Se lo usa como purificador del agua potable.

El Bromo es el único no metálico que es líquido a temperatura ambiente, es de color rojo sangre. Desprende vapor rojizo a la vez picante y tóxico se lo usa en sustancias para la fotografía.

Yodo se sublima esto pasa directamente del estado sólido al de vapor sin pasar por la fase líquida.

Grupo llamado: Gases Nobles.

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

Todos tienen un nivel de energía de electrones más externo totalmente lleno con dos electrones en el caso del Helio y ocho con los demás.

Son inertes, debido a su poca densidad y su carácter metálico no inflamable.

• El He y el Ar se lo usan en la industria metalúrgica.

• Ciertas bombillas luminosas y tubos fluorescentes se llenan con una mezcla de Argón y Nitrógeno.

• Algunos automóviles emplean Ne como luces de freno y ofrecen faros delanteros llenos de Xe que son 80% más brillantes que los faros delanteros normales.

Son aquellas que varían periódicamente, de una forma regular y predecible, a lo largo de grupos y periodos del Sistema periódico.

Las principales son: radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad y carácter metálico.

Propiedades

Periódicas

Relaciones de

Tamaño

Relaciones de

Energía

Radio atómico

Radio iónico

Potencial de ionización

Electroafinidad

Electronegatividad

Carácter del

elemento

De acuerdo con la mecánica cuántica un átomo no tiene un radio bien definido.

Solo de una forma aproximada e imprecisa se puede considerar al átomo como una esfera, y por tanto hablar de su “radio”.

Existen diferentes definiciones de radio atómico, cada una de las cuales lleva consigo un método experimental de cálculo.

Se suele medir en nm (10-9 m), Ǻ (10-10) o pm (10-12 m).

Puede variar entre 30 o 300 pm, o lo que es lo mismo, entre 0.3 y 3 Ǻ

El tamaño atómico se basa en una distancia media entre los electrones externos del núcleo

Disminuye

Aumenta

Los atómos isoelectrónicos tienen un mísmo número de electrones pero diferente número de protones.

El los isoelectrónicos , el radio disminuye a medida que la carga nuclear positiva aumenta.

En general se necesita más energía para extraer un electrón de un átomo más pequeño; su electrón más externo esta más próximo al núcleo.

Aumenta

Disminuye

Aumenta

Disminuye

Propiedad que combina la energía de ionización y la electroafinidad. Nos informa sobre la tendencia que tienen los átomos de atraer los electrones del enlace.

Esta propiedad se cuantifica en valores que van desde 0.7 a 4.0, siendo el flúor el elemento que posee un mayor valor de electronegatividad.

Esta propiedad se relaciona en parte con la capacidad que poseen los elementos a formar cationes y aniones y al tipo enlace químico que forman entre sí.

Más metálico

Más m

etá

lico