TABLA PERIÓDICA - IHMC CmapServer 5.04cmap.upb.edu.co/rid=1J2H18VB4-4L3SWL-9FF/Cap 2 Tabla... · Web viewU N I D A D 2 Tabla periódica 1. Construcción de la tabla 2. Variaciones

1Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia

U N I D A D

2

Tabla periódica

1. Construcción de la tabla 2. Variaciones periódicas3. Aprendizaje de los no metales 4. Enlace químico

En marzo de 1869 Dimitri Mendeléiev entregaba a los químicos rusos y alemanes su primera tabla periódica. En ésta, los elementos con propiedades semejantes se distribuían en líneas horizontales. Los espacios vacíos habrían de ser, algunos años mas tarde, rellenados por elementos cuyas propiedades Mendeléiev ya había previsto con gran precisión. El número de elementos conocidos en esa época era de 63 y fueron ordenados según los valores crecientes de sus masas atómicas. Con la introducción del concepto del número atómico formulado por el químico inglés Moseley, se comprobó que las propiedades químicas de los elementos son una función periódica de ese número atómico y no de la masa atómica. Este nuevo concepto no invalidó la tabla ordenada por Mendeléiev, sino que por el contrario aclaró algunas discrepancias que aún quedaban en ella.

La tabla periódica es una cuadrícula en la cual se ubican los diferentes elementos, según su distribución electrónica abreviada, donde:

La fila (horizontal) está dada por el máximo coeficiente del subnivel s, casi siempre coincide con el retén, y se conoce como el PERÍODO

En algunos textos, la norma anterior la redactan así:Si la DE termina en ns, el período es nSi la DE termina en np, el período es nSi la DE termina en nd, el período es n + 1Si la DE termina en nf, el período es n + 2

La columna (vertical) está dada por la terminación de la distribución electrónica, (DE) , según esto en la tabla periódica existen 4 zonas, así:

Zona s, para los elementos cuya D.E. termina en s1 o s2, es decir, hay 2 columnas.Zona f, para los elementos cuya D.E. termina en f1 . . . f14, es decir, hay 14 columnas.Zona d, para los elementos cuya D.E. termina en d1 . . . d10, es decir, hay 10 columnas.Zona p, para los elementos cuya D.E. termina en p1 . . . p6, es decir, hay 6 columnas.

El orden de estas zonas no está dado por Mafalda, (por “su sopa de fideos”) es decir, no es s-p-d-f, sino que es s-f-d-p, porque este es el orden dado en la D.E.


Por lo dicho y hecho, la tabla periódica posee 7 filas y 32 columnas y como “cabezas de serie” vamos a ubicar primero los retenes (Z = 2, 4, 12, 20, 38, 56 y 88), así:

Z D.E. abreviada Fila ( período) Columna2 1s2 1 ( máx. coeficiente de s ) S2 ( La D.E termina en S2 )4 1s2 2s2 2 ( máx. coeficiente de s ) S2 ( La D.E termina en S2 )

12 1s2 . . . 3s2 3 ( máx. coeficiente de s ) S2 ( La D.E termina en S2 )20 1s2 . . . 4s2 4 ( máx. coeficiente de s ) S2 ( La D.E termina en S2 )38 1s2 . . . 5s2 5 ( máx. coeficiente de s ) S2 ( La D.E termina en S2 )56 1s2 . . . 6s2 6 ( máx. coeficiente de s ) S2 ( La D.E termina en S2 )88 1s2 . . . 7s2 7 ( máx. coeficiente de s ) S2 ( La D.E termina en S2 )

Por el momento la tabla periódica es:Zona S Zona ………………………………………………………f Zona……………………………………d Zona………………..ps1 s2 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6

PERIODOS

1 2

2 4

3 12

4 20

5 38

6 56

7 88

Retenes Ahora vamos a ubicar los “anti-reten” (Z = 1, 3, 11, 19, 37, 55 y 87), obvio que están a la izquierda del retén, éstos son los únicos en los cuales el período (máximo coeficiente del subnivel s) no coincide con el retén.

Z D.E.abreviada Fila ( período) Columna Coeficiente del retén

1 1s1 1 ( máx. coeficiente de s ) S1 ( La D.E termina en S1 ) 13 1s2 2s1 2 ( máx. coeficiente de s ) S1 ( La D.E termina en S1 ) 1

11 1s2 . . 2s2 2p6 3s1 3 ( máx. coeficiente de s ) S1 ( La D.E termina en S1 ) 219 1s2 . . .3s2 3p6 4s1 4 ( máx. coeficiente de s ) S1 ( La D.E termina en S1 ) 337 1s2 . . 4s2 3d10 4p6 5s1 5 ( máx. coeficiente de s ) S1 ( La D.E termina en S1 ) 455 1s2 . . 5s2 4d10 5p6 6s1 6 ( máx. coeficiente de s ) S1 ( La D.E termina en S1 ) 587 1s2 . . 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1 7 ( máx. coeficiente de s ) S1 ( La D.E termina en S1 ) 6

Observe que el máximo coeficiente del subnivel s no coincide con el coeficiente del retén

Ubicando los anti-retén la construcción de la tabla periódica evoluciona así:

Zona S Zona ………………………………………………………f Zona……………………………………d Zona………………..ps1 s2 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6

PERIODOS

1 1 2

2 3 4

3 11 12

4 19 20

5 37 38

6 55 56

7 87 88

Retenes Anti-retenes


Ahora vamos a ubicar los “post-reten” (Z = 3, 5, 13, 21, 39, 57 y 89), que están a la derecha del retén, ¿pero que tan a la derecha?,Lo sabremos con la D.E. de ellos.

Z D.E.abreviada Fila ( período) Columna3 Ya está ubicado5 1s2 2s2 2p1 2 ( máx. coeficiente de s ) p1 ( La D.E termina en p1 )

13 1s2 . . . 3s2 3p1 3 ( máx. coeficiente de s ) p1 ( La D.E termina en p1 )21 1s2 . . . 4s2 3d1 4 ( máx. coeficiente de s ) d1 ( La D.E termina en d1 )39 1s2 . . . 5s2 4d1 5 ( máx. coeficiente de s ) d1 ( La D.E termina en d1 )57 1s2 . . . 6s2 4f1 6 ( máx. coeficiente de s ) f1 ( La D.E termina en f1 )89 1s2 . . . 7s2 5f1 7 ( máx. coeficiente de s ) f1 ( La D.E termina en f1 )

Ubicando los post-retén la construcción de la tabla periódica evoluciona así:Zona S Zona ………………………………………………………f Zona……………………………………d Zona………………..ps1 s2 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6

PERIODOS

1 1 2

2 3 4 5

3 11 12 13

4 19 20 21

5 37 38 39

6 55 56 57

7 87 88 89

------------------------------------------ POST-RETENES ----------------------------

Retenes y anti-retenes

Ahora, por D.E. usted puede ubicar cualquier otro elemento de acuerdo a la secuencia ya construida.

Actividad:

Señor estudiante, recuerde que usted es el “padrino” de tres elementos, (si aun no está identificado con sus obligaciones de padrino, sus tres elementos son: a) Z = X, b) Z = X + 40 y c) Z = 110 – X), ubíquelos en la tabla periódica y confirme la secuencia de periodicidad que a continuación le presentamos:

Zona S Zona ………………………………………………………f Zona……………………………………d Zona………………..ps1 s2 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6

PERIODOS

1 1 2

2 3 4 5 - - - - 10

3 11 12 13 - - - - 18

4 19 20 21 - - - - - - - - 30 31 - - - - 36

5 37 38 39 - - - - - - - - 48 49 - - - - 54

6 55 56 57 - - - - - - - - - - - - 70 71 - - - - - - - - 80 81 - - - - 86

7 87 88 89 - - - - - - - - - - - - 102 103 - - - - - - 110


Los elementos de la zona f (Z desde 57 hasta 70 y Z desde 89 hasta 102) se llaman “tierras raras”, nombre muy bien puesto porque es muy “raro” encontrarlos en la Tierra, son obtenidos artificialmente en laboratorios de procesos nucleares.

En esta zona, tipográficamente hablando existe un gran desperdicio de papel (se presupuestan 98 casillas y solo 28 de ellas son ocupadas) y para imprimir ecológicamente estas dos filas se recortan y queda una tabla periódica “terrena” o recortada que se llama “Capicúa” y en ésta quedan consignados los elementos más importantes, ya que Capicúa viene del latín Caput, Caputis, que significa: importante.

Cortando la zona f de la anterior tabla periódica, la tabla Capicúa se establece de la siguiente forma:

Zona S Zona……………………………………d Zona………………..pS1 S2 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 P6

PERIODOS

1 1 2

2 3 4 5 - - - - 10

3 11 12 13 - - - - 18

4 19 20 21 - - - - - - - - 30 31 - - - - 36

5 37 38 39 - - - - - - - - 48 49 - - - - 54

6 55 56 71 - - - - - - - - 80 81 - - - - 86

7 87 88 103 - - - - - - 110

Zona F, Tierras Raras

57 - - - - - - - - - - - - 70Como el 57 es el lantano, estos elementos se llaman:

“serie de los lantánidos”

89 - - - - - - - - - - - - 102Como el 89 es el actinio, estos elementos se llaman:

“serie de los actínidos”

Nota: Un alto porcentaje de las tablas periódicas están mal recortadas. Los lantánidos los recortan del 58 al 71, o del 57 al 71Los actínidos 90 al 103, o del 89 al 103Mire usted que clase de error posee su tabla periódica.

Nota: en 1966 Georgii Flerov y otros científicos prepararon el elemento 104 y lo llamaron Kurchatovio, (en honor a un físico nuclear ruso), pero Ghiorso lo había identificado como Rutherforio. Una disputa similar ocurrió entre 1967 y 1970 con el elemento 105 denominado Nielsborio por los soviéticos y Hahnio por los estadounidenses. Para evitar disputas políticas y nacionalistas la IUPAC decidió que los elementos posteriores al 103 no podrían llevar nombres relacionados con personas, lugares o cuerpos celestes y se estableció un código numérico para identificarlos (nil = 0, un = 1, bi = 2, etc.) y la adición del sufijo “ium”. Obedeciendo la IUPAC, el 104 se llama un-nil-quart-ium (unilquartium, y su símbolo en Unq); de igual manera el 105 se llama un-nil-pent-ium (unilpentium, y su símbolo es Unp), el nombre del elemento 111 usando el código numérico es Un-un-un-ium (unununium y su símbolo es Uuu)

VARIACIONES PERIÓDICAS

Los elementos ubicados en la tabla periódica tienen una serie de propiedades físicas y químicas y algunas de ellas varían regularmente al recorrer la tabla en las filas o en las columnas.


En la tabla capicúa anterior existen dos elementos que contradicen comportamiento periódico y son: Z = 2 (helio) y Z = 1 (hidrógeno).

El helio tiene un comportamiento similar a los elementos cuyos números atómicos son: 10, 18, 36, 54 y 86, que son los que están a la derecha de los períodos 2, 3, 4, 5 y 6; el helio también exige estar a la derecha del período 1, para darle gusto, lo trasladamos a la columna p6, donde él se ubica en forma definitiva, por comportamiento químico y no por distribución electrónica.

Es de anotar que los elementos de esta columna que se conocen como “gases raros” no fueron predichos por Mendeléiev, sus pesos atómicos y sus posiciones en la tabla periódica tuvieron que decidirse mediante la aplicación de la teoría cinética elaborada por los físicos y no mediante la aplicación de métodos químicos tradicionales.

El hidrógeno en nada se parece a los otros elementos de la columna s1, tiene un comportamiento intermedio entre la columna s1 y p5 (¿medio indeciso?), es decir, el hidrógeno está como “volando” en el período 1, entre las columnas s1 y p5, como en alguna parte tiene que residenciar, entonces dejémoslo en la columna s 1

por distribución electrónica, pero no por comportamiento químico.

Los elementos de las “zonas s y p” se llaman “elementos representativos” (si usted los identifica, conoce lo más representativo de la química) y forman los grupos de la tabla periódica (algunos autores los llaman grupos A), entonces hagamos la tabla representativa, es decir, vamos a omitir los elementos de la zona d, y están sombreados los más representativos de ellos:

Grupos I-s1 II-s2 III-p1 IV-p2 V-p3 VI-p4 VII-p5 VIII-p6

PERÍODOS

1 H 1 He 2

2 Li 3 Be 4 Subgrupos o “grupos

B”

B 5 C 6 N 7 O 8 F 9 Ne10

3 Na11 Mg12 Al13 Si14 P 15 S 16 Cl17 Ar18

4 K 19 Ca20 Ga31 Ge32 As33 Se34 Br35 Kr36

5 Rb37 Sr38 In49 Sn50 Sb51 Te52 I 53 Xe54

6 Cs55 Ba56 Tl81 Pb82 Bi83 Po84 At85 Rn86

7 Fr87 Ra88

NOTAS DE INTERÉS:

PERIODO

S112 He 22345----103111213----184192021--------3031----365373839--------4849----546555671--------8081----8678788103------110

Al hidrógeno, que está volando, aparece en esta casilla, porque ahí le tomaron la foto y

queda ubicado por D.E y no por comportamiento químico

El helio queda ubicado aquí por comportamiento

químico y no por D.E.


Grupo D. E. termina en

e- de valencia Nombre del grupo Observación

I … ns1 1 Metales alcalinos Obvio que el hidrógeno no es del grupo I, alcalino significa formador de álcali.II … ns2 2 Metales alcalino-térreos

III … ns2 np1 3 Grupo del boroIV … ns2 np2 4 Grupo del carbonoV … ns2 np3 5 Grupo del nitrógenoVI … ns2 np4 6 Grupo del oxígenoVII … ns2 np5 7 Halógenos En la naturaleza se encuentran diatómicosVIII … ns2 np6 8 Gases nobles Se llaman inertes, cumplen la regla del octeto, Observe que el número del grupo coincide con el número de electrones de valencia.

Los elementos del grupo VIII se denominan inertes o nobles por su baja tendencia a reaccionar con otros elementos; esta estabilidad la poseen por tener “una configuración electrónica estable”, conocida como la regla del octeto, relacionada con sus ocho electrones de valencia: Cada gas noble es “envidiado” por sus elementos circundantes:Los anteriores a cada gas noble tienden a ganar electrones, adquiriendo carga negativa, y así obtienen la DE que “envidian”. Los elementos posteriores, tienden a perder electrones de valencia, adquiriendo carga positiva y así obtienen la DE que “envidian”.

El helio y sus vecinos, que sólo poseen configuración electrónica estable para el nivel 1, que tienen una población máxima de dos electrones, cumpliendo la regla del dueto, equivalente a la anterior regla del octeto. El comportamiento anterior hace que los elementos de los grupos de la tabla periódica tengan un ión característico o típico, así:

Los metales alcalinos ( grupo I) son M1+

Los metales alcalino-térreos ( grupo I I) son M2+

Los no metales halógenos ( grupo V I I) son 1-

Los no metales del grupo V I (antiguamente conocidos como “anfígenos”) son 2-

Los elementos de la zona d se llaman “elementos de transición” y forman los subgrupos (algunos autores los llaman grupos B, pero esta denominación además de no poseer lógica constructiva no aporta información inductiva-deductiva que merezca aplausos). Se llaman de transición porque algunos de ellos auto modifican su D.E haciendo una transición de uno o dos electrones desde el último subnivel s hasta el último subnivel d, generando una D.E. “excitada”.Ilustración:

Uno de estos elementos es el cromo (Cr), cuyo número atómico Z = 24.


DE normal, la que nosotros sabemos hacer: desde 1s hasta el retén anterior a 24 que es 4s y van 20e-, los 4 restantes se ubican en el próximo subnivel que es 3d, así: 1s … 4s2 3d4.

DE excitada: pasa un electrón desde 4s hasta 3d y queda: 1s … 4s1 3d5

Los elementos que presentan modificación de la D.E. son:Z elemento D.E. normal D.E. excitada período Número de e-

transferidos.24 Cr 1s . . .4s2 / 3d4 1s . . .4s1 / 3d5 4 129 Cu 1s . . .4s2 / 3d9 1s . . .4s1 / 3d10 4 141 Nb 1s . . .5s2 / 4d3 1s . . .5s1 / 4d4 5 142 Mo 1s . . .5s2 / 4d4 1s . . .5s1 / 4d5 5 143 Tc 1s . . .5s2 / 4d5 1s . . .5s1 / 4d6 5 144 Ru 1s . . .5s2 / 4d6 1s . . .5s1 / 4d7 5 145 Rh 1s . . .5s2 / 4d7 1s . . .5s1 / 4d8 5 146 Pd 1s . . .5s2 / 4d8 1s . . .5s0 / 4d10 5 247 Ag 1s . . .5s2 / 4d9 1s . . .5s1 / 4d10 5 177 Ir 1s . . .6s2 / 4d145d7 1s . . .6s0 / 4d145d9 6 278 Pt 1s . . .6s2 / 4d145d8 1s . . .6s1 / 4d145d9 6 170 Au 1s . . .6s2 / 4d145d9 1s . . .6s1 / 4d145d10 6 1

La equivalencia entre las columnas de la zona d y los grupos B, se dan en la siguiente tabla:

III IV V VI VII VIII VIII VIII I II Grupos Bd1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 Fin de la D.E.

ilógico

que el

primero

sea el III

Aquí hay una secuencia lógicaSe dedican a

patinar, también ilógico

Otra construcción

ilógica, del VIII

sigue el I

Justificación del porque

la denominación de grupos

B no posee una estructura

lógica.

La comparación anterior es para que Usted, sepa interpretar las tablas periódicas tipográficas.

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Dentro de las propiedades que varían periódicamente al recorrer la tabla en las filas (períodos) y en las columnas (grupos), exceptuando los gases nobles (fuera de concurso, recuerde que son inertes por su baja tendencia a reaccionar) tenemos: la electronegatividad (EN), Tamaño atómico (TA), carácter metálico (C.M) y potencial de ionización (P.I). Algunos autores consideran como periódica la afinidad electrónica, pero no es del caso considerarla como tal porque posee muchas excepciones.

Vamos a considerar, como base de análisis a la electronegatividad ya que según su definición se puede predecir como varían las otras propiedades por que están interrelacionadas.


ELECTRONEGATIVIDAD (EN)

Indica la fuerza con la cual el núcleo atrae los electrones de valencia (recordemos que son los electrones del último nivel). Arbitrariamente existen varias escalas con valores de E.N para cada elemento, la más divulgada es la escala de Linnus Pauling.-Químico norteamericano (1901 - ), premio Nóbel de química en 1954 y premio Nóbel de la paz en 1962- que posee para el flúor un máximo valor de 4.0 y para el francio un mínimo valor de 0.7. Con el siguiente diagrama podemos predecir como aumenta la E.N. al recorrer la tabla periódica:

mayor EN FGASESNOBLES

Redactemos lo que “vemos”

En los períodos (horizontales), la EN aumenta o crece de izquierda a

derecha ( ).

En los grupos (verticales), la EN aumenta o crece de abajo hacia

arriba ( ).Fr menor EN

“Fuera de concurso”

TAMAÑO ATÓMICO (TA) Es la medida del radio de la esfera que contiene la nube electrónica.

Como el flúor (F) posee la mayor electronegatividad, atrae con más fuerza los electrones de valencia, por lo tanto, es un átomo “más compacto” y posee menor tamaño atómico. Lo contrario para el francio (Fr), en el siguiente diagrama podemos predecir como aumenta el tamaño atómico al recorrer la tabla en las filas (períodos) y en las columnas:


menor TA F Redactemos lo que “vemos”

En los períodos (horizontales), el TA aumenta o crece de derecha a

izquierda ( ).

En los grupos (verticales), el TA aumenta o crece de arriba hacia

abajo ( ).Fr mayor TA

CARÁCTER METÁLICO (CM)Es la tendencia que tiene un elemento para ceder sus electrones de valencia, esto significa que tiende a ser un ión de carga positiva, (algunos autores a estos iones los identifican como cationes pero esta especificación adquiere sentido después de estudiar electroquímica) Como el francio posee la menor electronegatividad, atrae con menos fuerza sus electrones de valencia y tiende a cederlos con más facilidad, por lo tanto posee mayor carácter metálico; el flúor lo contrario. Según lo anterior podemos predecir como aumenta el carácter metálico al recorrer la tabla periódica así:

menor CM FGASESNOBLES

Redactemos lo que “vemos”

En los períodos (horizontales), el CM aumenta o crece de derecha a

izquierda ( ).


En los grupos (verticales), el CM aumenta o crece de arriba hacia

abajo ( ).Fr mayor CM

“fuera de concurso”

Observe que los elementos de los grupos I y II son los grupos de mayor carácter metálico y esto justifica que los elementos del grupo I se llamen metales alcalinos y los elementos del grupo II se llamen metales alcalino-térreos.

En general los elementos vecinos al francio tienen carácter metálico ( tendencia a ser ion positivo) y sus antónimos, los vecinos del flúor poseen carácter no metálico (tendencia a ser ion negativo); como el hidrógeno no se sabe de quien es vecino (está “volando”) a veces posee carácter metálico y a veces carácter no metálico, es decir a veces posee carga positiva y a veces carga negativo, dependiendo de la electronegatividad relativa que posea el otro elemento que se combine con él para formar compuestos.

Nota 1: actualmente en la tabla periódica existen unos 110 elementos; químicamente hablando vamos a omitir los gases nobles y los elementos de las “tierras raras” y sobreviven para nuestro interés 76 elementos que se clasifican como metales (M), que son 61 y como no metales () que son 15 únicamente.

Nota 2: Existen varias maneras de dominar estos 76 elementos: Se aprende los 76, en nuestra opinión si usted es “loco”, ya que cultura general

química no son sólidos conocimientos de química. Se aprende los 61 metales (M), si está desocupado y no tiene nada más que

hacer. Y los que no se sepa son los no metales ( ). Se aprende los 15 no metales (), si es práctico, y los que no se sepa son los

metales ( M ); para que no se los tenga que aprender de memoria sugerimos lo que los psicólogos llaman NEMOTECNIA o MNEMOTECNIA (Arte de desarrollar la memoria), así:El flúor y sus vecinos son:

III IV V VI VIIBoro Carbono Nitrógeno Oxígeno Flúor

Silicio P-fósforo S-azufre CloroAs-arsénico Selenio Bromo

Telurio IodoObserve que los no metales están formando una “escalera” At-astato

Grupo VII: Como 7 es un número bíblico, a este grupo de los halógenos lo llamaremos el grupo de Cristo, ya que Cristo: Fue Clavado Brutalmente I Atado. A Dios lo que es de Dios, este acróstico fue implementado por un alumno de grado décimo del Colegio de la UPB.

VII halógenos X2


Flúor FueCloro ClavadoBromo BrutalmenteIodo IAt-astato Atado

Grupo VI: Como está antes del de Cristo este es el grupo anti-Cristo y en este grupo está el azufre (el Diablo huele a azufre, decían nuestros abuelos). Los podemos asociar con el acróstico: Ojalá Satán Se Tenga.

VIOxígeno OjaláS-azufre SatánSelenio SeTelurio Tenga

Grupo V: Este es el grupo de las relaciones colombo-argentinas en fútbol. ¿Será por el cinco cero?; sin embargo en las eliminatorias para el mundial del 98: No Pudo Asprilla.

VNitrógeno NoP-fósforo PudoAs-arsénico Asprilla

Grupo IV: Como ya tenemos 12 de los 15 no metales (), podemos afirmar que: SiCe. Finalmente:

IVCarbono CaSilicio Si

Grupo III: Bueno, ya acabamos.III

Boro Bueno ya acabamos

Terminaremos afirmando que aunque la química no es memoria, tampoco es ignorancia, y alrededor de la ignorancia no se puede analizar.

POTENCIAL DE IONIZACIÓN (PI)Es la energía requerida para quitarle un electrón a un átomo.

Como el flúor es el elemento más electronegativo, entonces atrae con más fuerza sus electrones de valencia y por lo tanto se requiere más energía para quitarle un electrón de valencia. Por esta razón, es el elemento de mayor potencial de ionización. Para el francio lo contrario, según lo anterior podemos predecir como crece el potencial de ionización al recorrer la tabla periódica, según la siguiente gráfica:

mayor PI F Redactemos lo que “vemos”


En los períodos (horizontales), el PI aumenta o crece de izquierda a

derecha ( ).

En los grupos (verticales), el PI aumenta o crece de abajo hacia

arriba ( ).Fr menor PI

ENLACE QUÍMICO

Cuando “algo positivo” se encuentra con “algo negativo” se atraen y se unen, química no es la excepción; por variaciones periódicas vimos que existen elementos con tendencia a ser positivos (los metales, M) y elementos con tendencia a ser negativos (los no metales, ) que también se unen para formar compuestos y se originan diferentes tipos de enlace, así:

Enlace iónico, en general este tipo de enlace se presenta cuando se unen metal y no metal (M - ), los elementos que participan en este enlace adquieren carga real ya que existe transferencia de electrones, el metal los pierde (para adquirir la D.E del gas noble más próximo a él). El no-metal gana electrones para el mismo propósito (para adquirir la D.E del gas noble más cercano)

La tendencia que tienen los elementos M y de adquirir la configuración electrónica o distribución electrónica del gas noble más próximo a ellos se conoce como “regla del octeto”, ya que los gases nobles (grupo VIII) poseen 8 electrones de valencia.

Enlace covalente, este tipo de enlace se presenta entre un no-metal y otro no-metal ( - ), el no-metal más electronegativo adquiere una carga negativa aparente y el no-metal menos electronegativo adquiere una carga positiva aparente, en este caso no existe transferencia de electrones, se comparten y el más electronegativo los retiene “más tiempo” y por esta razón es la apariencia negativa.

Podemos decir que existen dos tipos de enlace covalente: polar y no polar; en un curso de química orgánica se plantea con más profundidad este comportamiento.

Nota: Existen algunos casos en los cuales hay contradicciones experimentales de “sustancias de enlace covalente” que actúan como si fueran “sustancias iónicas”, una de estas sustancias “mártires” es el HCl, ya que:

HCl en forma gaseosa, (así se llama cloruro de hidrógeno), es covalente y además polar.


HCl en solución acuosa “disuelto en agua”, (así se llama ácido clorhídrico), es electrolito fuerte, patrimonio de enlace iónico, es decir, conduce bien la electricidad.

Lo anterior nos recuerda que “según la aerodinámica” (ciencia del arte de volar, que ya nos llevó a La Luna y más allá) el colibrí no puede volar (tiene un cuerpo proporcionalmente muy grande comparado con sus alas), pero como el colibrí no ha estudiado aerodinámica, él vuela.

ACTIVIDADES Actividades guiadas

Como la tabla

periódica es una

consecuencia de la D.E. tengamos a

mano la siguiente

“herramienta”

= 1

R

E

T

E

N

E

S

1s

= 2 = 3

2 2s 2p = 4 = 5

4 3s 3p 3d = 6 = 7

12 4s 4p 4d 4f = 8

20 5s 5p 5d 5f 5g

38 6s 6p 6d 6f 6g 6h

56 7s 7p 7d 7f 7g 7h 7i

88

1. Para los siguientes elementos hipotéticos, determinar su número atómico, si de ellos conocemos:

a. Período 4, columna d7.

Procedimiento: como pertenece al período 4, su DE va desde 1s hasta el retén 4s – recuerde que el período está dado por el máximo coeficiente del subnivel s, y ahí van 20e-, y continuamos la DE hasta el siguiente d7, ya que su terminación nos confirma la columna, así: 1s … 4s /3d7

Por lo visto, el número atómico de este elemento es 20 + 7 = 27


Este ejercicio puede llevar a equivocaciones a quienes crean que la DE va desde 1s hasta 4d7

Quien cometa este error está cambiando la definición de período.

b. Período 6, columna p4.

Procedimiento: como pertenece al período 6, su DE va desde 1s hasta el retén 6s – recuerde que el período está dado por el máximo coeficiente del subnivel s, y ahí van 56e-, y continuamos la D.E. hasta el siguiente p4, ya que la terminación de la DE nos confirma la columna, así: 1s … 6s /4f14 5d10 6p4

Por lo visto, el número atómico de este elemento es 56 + 14 + 10 + 4 = 84

c. Período 6, columna f10.

Procedimiento: como pertenece al período 6, su DE va desde 1s hasta el retén 6s – recuerde que el período está dado por el máximo coeficiente del subnivel s, y ahí van 56e-, y continuamos la DE hasta el siguiente f10, ya que la terminación de la DE nos confirma la columna, así: 1s … 6s /4f10

Por lo visto, el número atómico de este elemento es 56 + 10 = 66Este ejercicio puede llevar a equivocaciones a quienes crean que la DE va desde:1s … hasta 6f10

Quien cometa este error está cambiando la definición de período.

d. Si gana 2e- queda “isoelectrónico” con el gas noble del período 5.

Procedimiento: isoelectrónico significa: - iso: (igual), electrónico: (electrones) – que cuando el elemento gane dos electrones queda con el mismo número de electrones del gas noble del período 5, entonces vamos a determinar cuantos electrones tiene dicho gas noble, en el cual su DE va desde 1s hasta 5s (van 38e-, ¿porqué?) y continuamos la DE hasta el siguiente p6 ( recuerde que los gases nobles son los del grupo V I I I y que están ubicados en la columna p6), por lo dicho, la DE abreviada del gas noble es:1s … 5s / 4d10 5p6.El número atómico del gas noble es: 38 + 10 + 6 = 54El elemento de este ejercicio después de ganar 2e - queda con 54e-, por lo tanto él tenía 52e- y su número atómico es 52.

e. El halógeno del período 4.

Vamos a determinar cuantos electrones tiene el halógeno, en el cual su DE va desde 1s hasta 4s (van 20e-, ¿por qué?) y continuamos la DE hasta el siguiente p5 (recuerde que los halógenos son los del grupo VII o de Cristo y que están ubicados en la columna p5), por lo dicho, la DE abreviada del halógeno es:1s … 4s / 3d10 4p5


El número atómico del halógeno es: 20 + 10 + 5 = 35

f. El metal alcalino-térreo del período 7

La DE abreviada de este elemento va desde 1s hasta 7s ( van 88e-) y como la terminación es s2 (¿Porqué?), entonces el número atómico de este elemento es 88.

g. Ubicado en el período 3 y posee 5e- de valencia.

Procedimiento: este elemento pertenece al grupo V, recuerde que el número de electrones de valencia coincide con el número del grupo, y por lo tanto, la DE termina en p3, entonces su DE abreviada va desde 1s hasta 3s ( ¿Porqué?) y van 20e- y continuamos hasta el siguiente p3, así: 1s… 3s / 3p3, por lo tanto el número atómico de este elemento es:

Z = 12 + 3 = 152 En el siguiente segmento de tabla periódica están ubicados unos elementos

hipotéticos, a los cuales les identificamos período (fila) y columna:

s 2 f 3 d 5 p 1 p 2 p 3 p 4 p 5 p 6

grupo II III IV V VI VII VIII

PERÍODO

1 He

2

3

4 B E G

5 D

6 C

7 A

a. ¿Cuál elemento tiene carga característica de +2?Los elementos que tienen esta característica son los del grupo I I, es decir, los de la columna s2 y en esta columna existen los elementos hipotéticos B y A.

b ¿Cuáles elementos tienen carga característica de –1?

Los elementos que tienen esta característica son los del grupo VII, es decir, los de la columna p5 y en esta columna existe el elemento hipotético E.

c ¿Cuál elemento es el más electronegativo?

Como la electronegatividad (EN) aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba, de inercia, se puede llegar a afirmar que el más electronegativo es el elemento G, pero este elemento es un gas noble, por estar ubicado en la columna


p6, que corresponde al grupo VIII; estos elementos están “fuera de concurso”. Si no nos dejamos distraer y omitimos el elemento G, entonces el más electronegativo es el elemento E, por estar ubicado en la parte superior derecha.

d. Ordenar en forma creciente de electronegatividades dichos elementos

El elemento menos electronegativo es el A (por encontrarse en la parte inferior izquierda), si no lo miramos compiten el B, por estar en la parte izquierda y el C, por estar en la parte inferior, pero entre estos dos elementos, ¿cuál es menos electronegativo?. Por variaciones periódicas es imposible dilucidar cual es menos electronegativo, ya que al recorrer la tabla desde B hasta C, la E.N. aumenta y luego disminuye; de la única manera que podemos organizar estos elementos es conociendo sus valores de electronegatividad, por lo tanto, vamos a omitir a uno de ellos, en este caso, vamos a omitir el elemento B, ya que el también interfiere con el elemento D. Por lo tanto, el orden ascendente queda: A C D ENota: por lo dicho en este numeral y en el anterior, los elementos B y G no clasifican.

e. ¿Cuáles elementos son metales alcalinos?

Ninguno, ya que los metales alcalinos son los del grupo I (columna s1) y en esta columna no existen elementos hipotéticos.

f. ¿El tamaño atómico de C es mayor que el tamaño atómico de E?

Como el tamaño atómico aumenta de arriba hacia abajo y de derecha a izquierda, entonces es verdadera la premisa anterior, ya que para ir de E a C, recorremos el aumento del tamaño atómico.

g. ¿Cuáles elementos son metales alcalino-térreos?

Los metales alcalino-térreos son los del grupo II (columna s2) y en esta columna están los elementos hipotéticos A y B.

h. ¿Cuáles elementos tienen 6e- de valencia?

Como el número de electrones de valencia coincide con el número del grupo, entonces debemos identificar los elementos del grupo VI (columna p4) y en esta columna tenemos el elemento D.

Actividades propuestas o taller

a. Coloque dentro del paréntesis V, si es verdadero o F, si es falso.

1. ( ) Si la DE de un elemento termina en 3p4, entonces se ubica en la tabla periódica en: período 3, grupo VI.


2. ( ) Si la DE de un elemento termina en 5s2, entonces se ubica en la tabla periódica en: período 5, grupo II.

3. ( ) Si la DE de un elemento termina en 3d7, entonces se ubica en la tabla periódica en: período 3, grupo VIIIB.

4. ( ) Los elementos de la familia IIB (columna d10) tienen DE que termina en ns2 (n – 1) d10.

5. ( ) 3 especies isoelectrónicas con 20 Ca 2+ son: 18Ar, 17Cl 1- y 16S 2-.

6. ( ) El elemento cuyo número atómico es Z = 19 es un metal alcalino-térreo.

1. 7. ( ) El elemento cuyo número atómico es Z = 35 es un halógeno.

b. Las siguientes especies iónicas hipotéticas: B 1 +, C 2 +, D 1 – y E 3 – son isoelectrónicas con el ión hipotético X 2 -. Si el número atómico de X es 16, establecer:

1. Haga la DE abreviada (usando el retén) para cada uno de ellos.2. El número atómico de B, C, D , E y X3. Ubicación en la tabla periódica (fila, columna) de B, C, D, E y X.4. ¿Cuál elemento hipotético tiene mayor tamaño atómico?5. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor tamaño atómico?6. ¿Cuál elemento hipotético tiene mayor potencial de ionización?7. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor potencial de ionización?8. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor electronegatividad?9. ¿Cuál elemento hipotético posee 6e- de valencia?10.¿Cuál elemento hipotético es un halógeno?11.¿Cuál elemento hipotético es un metal alcalino?12.¿Cuál elemento hipotético es un metal alcalino-térreo?13.¿Cuáles elementos forman enlace iónico?14.¿Cuáles elementos forman enlace covalente?15.¿Cuáles elementos son metálicos?16.¿Cuáles elementos son no metales?17.¿Cuál es el gas noble “envidiado” por ellos?18.¿Cuál elemento hipotético tiene mayor carácter metálico?19.¿Cuál elemento hipotético tiene mayor carácter no metálico?20.¿Cuál elemento hipotético tiene menor carácter metálico?21.¿Cuál elemento hipotético tiene menor carácter no metálico?22.¿Para cuál elemento hipotético los números cuánticos de su último electrón

son: 3, 1, -1, - ½23.¿Cuál elemento posee 1e- de valencia?24.¿Cuál elemento posee 7e- de valencia?25.El elemento C ¿Cuántos orbitales tiene ocupados?26.El elemento D ¿Cuántos subniveles tiene ocupados?


27.El elemento E ¿Cuántos niveles tiene ocupados?28.El elemento B ¿Cuántos niveles tiene ocupados completamente?29.El elemento C ¿Cuántos electrones tiene desapareados?

c. A continuación se da una serie de átomos (con símbolos hipotéticos), y para cada uno de ellos se presenta una propiedad así:

Elemento A: Cuando gana 2e- queda isoelectrónico con el gas noble del período 4.Elemento B: Cuando pierde 1e- queda isoelectrónico con el gas noble del período 3. Elemento C: Se localiza en el período 4, grupo V.Elemento D: Su DE termina en 4s2

Elemento E: Posee 35 protones

De acuerdo con lo anterior determinar:

1. La DE de cada elemento hipotético.2. La ubicación de cada elemento hipotético en la tabla periódica (período, columna).3. Ordenarlos en orden creciente de tamaño atómico. 1. Ordenarlos en orden creciente de electronegatividad.2. Ordenarlos en orden creciente de potencial de ionización.3. ¿Cuál es el átomo que gana electrones más fácilmente?4. ¿Cuál es el átomo que pierde electrones más fácilmente?5. ¿Cuáles elementos se consideran no metales?6. ¿Cuáles elementos se consideran metales?7. ¿Cuáles son los números cuánticos del último electrón del elemento D?

d. Para cada elemento hipotético se da una característica:

Elemento A: gas noble del período 5Elemento B: metal alcalino del período 4.Elemento C: cuando se convierte en C2– queda isoelectrónico con B.Elemento D: cuando se convierte en D1+ queda isoelectrónico con C.Elemento E: su DE (notación espectral) termina en 2s2 2p5

Elemento F: su DE excitada termina en 4s1 3d5

Elemento G: está en el período 2 y tiene 6e- de valencia.Elemento H: los números cuánticos de su último electrón son: 4, 2, -1, -½De acuerdo con lo anterior, determinar:

1. ¿Cuáles de ellos son metales?2. ¿Cuáles de ellos son no metales?3. Para los elementos representativos, ¿cuáles son sus iones característicos?

e. Coloque en el paréntesis el número o los números de la izquierda que mejor correspondan:


1. Z = 33 ( ) Metal alcalino2. Z = 55 ( ) DE termina en 3d3

3. Z = 19 ( ) DE termina en p3

4. Z = 8 ( ) Metal alcalino-térreo5. Z = 5 ( ) Metal alcalino6. Z = 23 ( ) DE termina en 3s2 3p3

7. Z = 83 ( ) DE termina en p1

8. Z = 20 ( ) halógeno9. Z = 12 ( ) Grupo VII10. Z = 35 ( ) Tiene 20 protones11. Z = 15 ( ) Nivel 4 completamente lleno12. Z = 58 ( ) Menor radio atómico13. Z = 59 ( ) período 4, grupo V14. Z = 1 ( ) Tiene 6e- de valencia15. Z = 30 ( ) Bajo potencial de ionización

e. En la siguiente tabla capicúa se ubican hipotéticamente algunos elementos:

Para ellos resuelva las siguientes situaciones:

1. Haga la DE de N y F.2. Dar el número atómico de D y M.3. Cuando B se ioniza, la D.E del ión coincide con la DE del elemento: …4. ¿Qué carga tiene el ión típico de N?5. ¿Cuántos niveles de energía tienen Ñ y Q?6. El elemento K, ¿Cuántos orbitales tiene ocupados?7. ¿Cuáles serían metales alcalinos?8. ¿Cuáles serían metales alcalino-térreos?9. ¿Cuáles serían los halógenos?10.¿Cuáles serían los no metales? ( haga la escalera )11.¿Cuáles serían elementos de transición?12.N es más electronegativo que A ( ) V o F13.El ión típico de P es P 1 - ( ) V o F14.El radio atómico de N es menor que el de A ( ) V o F15.S es el elemento más electronegativo ( ) V o F16.D es más electronegativo que R ( ) V o F

PERIODOS112 He 22AGPFSH3BNRQ4C---J-K--

O---T5ÑD-I----M----Z6-E---L-----W7------

Al hidrógeno, que está volando, aparece en esta casilla, porque ahí le tomaron la foto y

queda ubicado por D.E y no por comportamiento químico

El helio queda ubicado aquí por comportamiento

químico y no por D.E.


17.El potencial de ionización de B es mayor que el de Ñ ( ) V o F18.T es más electronegativo que W ( ) V o F19.El tamaño atómico de R es mayor que el de B ( ) V o F20.Los elementos H y Z son muy activos ( ) V o F

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