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REALIZADO POR: AURORA GUADALUPE ALFONZO SANTIAGO
CLASIFICACIÓN PERIÓDICA
DE LOS ELEMENTOS CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
2010
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DEFINICIONES
Orbital. Regiones de mayor probabilidad electrónica (participan en la formación de
enlaces químicos).
Núcleo. Parte pequeña del átomo donde se encuentra la mayor parte de la masa atómica,
está formado por protones y neutrones.
Electrón. Es una partícula subatómica con carga negativa, es responsable de la actividad
química.
Protón. Es una partícula subatómica con carga positiva.
Neutrón. Es una partícula subatómica sin carga.
Número atómico. Es el número de protones o el de electrones en el núcleo de un
elemento.
Número de masa o másico. Es el número total de protones y neutrones presentes en el
núcleo del átomo.
Masa atómica. Es la masa de un átomo en reposo.
Número de Neutrones. Es igual a la diferencia entre el número de masa y el número
atómico.
Isótopos. Átomos de la misma clase pero con diferente número de neutrones, y por lo
tanto diferente número másico.
Estado basal. Es cuando el número de protones es igual al de los electrones, es decir el
átomo no tiene carga.
Ión. Es una partícula cargada constituida por un átomo o molécula que no es
eléctricamente neutra, si su carga es negativa es porque ha ganado electrones y se
denomina anión, cuando su carga es positiva es porque ha perdido electrones y se
denomina catión.
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CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
La tabla periódica tiene 7 filas que reciben el nombre de períodos. En cada uno de ellos
los elementos químicos se encuentran ordenados en función al valor creciente y sucesivo
del número atómico. Los elementos en los períodos no poseen propiedades químicas ni
físicas similares ya que pertenecen a familias diferentes. En las filas los elementos se
encuentran ordenados.
Existen 18 columnas las cuales reciben el nombre de grupos o familias en función a la
configuración electrónica, por lo tanto poseen propiedades químicas similares. En las
familias los elementos se encuentran agrupados.
Existen dos clasificaciones de grupos o familias:
Según la nomenclatura común se clasifican en grupos A y B, y cada uno posee 8
subgrupos numerados en romano, seguida del grupo, ejemplos: IA, IIA, IIIB, etc.
Según la IUPAC las clasifica en 18 grupos y se numeran con arábigos, del 1 al 18.
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Para cada elemento se informa sobre: nombre, valencia, número atómico, masa atómica,
simbología, su electronegatividad.
Masa atómica. Es un número generalmente fraccionario, que representa el promedio de
los números de masa de los isótopos que tiene un elemento.
Cada elemento en la tabla periódica posee un número atómico, que es un número entero
positivo que representa la cantidad total de protones que tiene un átomo. Si el átomo es
neutro, el número atómico representa también a la cantidad total de electrones.
Cada elemento en la tabla periódica posee un número de oxidación, que es un número
convencional que se obtiene de suponer que cuando un átomo se une a otro, gana o
pierde electrones. Se asignan números negativos cuando ganan electrones y positivos
cuando pierden.
Una clasificación conveniente en la tabla periódica es la de agrupar los elementos en tres
grandes grupos los metales, no metales y metaloides.
Los metales y no metales se encuentran separados en la tabla periódica por una línea
convencional que baja de manera escalonada, por debajo del boro. Los elementos que se
encuentran junto a la línea de división se les conoce como semimetales o metaloides, ya
que presentan características tanto metálicas como no metálicas y son: boro, silicio,
germanio, arsénico, antimonio, telurio y polonio. Exceptuando al grupo VIIIA de esta
clasificación, ya que estos son los gases nobles.
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CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y LA TABLA PERIÓDICA
Existen agrupaciones de elementos que poseen características semejantes, esto se debe a
que hay una relación en su configuración electrónica.
La configuración electrónica es la distribución de los electrones de un átomo en sus
diferentes niveles y subniveles energéticos.
Para realizar la configuración electrónica de los elementos primeramente se deben
conocer los números cuánticos, que son parámetros que permiten identificar energía,
posición, orientación y giro de los electrones presentes en un átomo. Los números
cuánticos son cuatro:
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n (Número cuántico principal)
Es el que indica el nivel energético donde se encuentra el electrón. Sus valores son: 1, 2, 3, 4, …, +∞.
l (Número cuántico secundario o azimutal)
Es el que indica el subnivel energético u orbital donde se encuentra el electrón. Sus valores son: l=n-1.
m (Número cuántico magnético)
Es el que indica la orientación del orbital dónde se encuentra el electrón. Sus valores son: m= -(n-1), …, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, …, +(n-1).
s (Número cuántico spin)
Es el que indica el sentido de giro del electrón, sobre su propio eje. Sus valores son:
s=
La tabla periódica posee clases, se designan así al bloque de grupos o familias cuyos
átomos son idénticos en el número cuántico “l” de sus electrones diferenciales.
En la tabla periódica aparecen 4 clases que son:
Figura 1
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Clase s Donde l=0 Metales alcalinos y alcalinotérreos
Clase p Donde l=1 No metales.
Clase d Donde l=2 Elementos de transición.
Clase f Donde l=3 Metales de transición interna o tierras raras.
Tabla 1
Y a la vez los elementos de la clase s y p son representativos y los de clase d y f son de
transición. Los orbitales se forman debido al número y al movimiento de electrones de un
átomo.
El electrón diferencial es el último electrón, del átomo, es decir, el que se encuentra en
los últimos niveles de energía o está más alejado del núcleo.
Cada orbital puede tener un máximo de electrones:
Orbital Número de electrones
s 2 p 6 d 10 f 14
Tabla 2
PRINCIPIO DE HEISENBERG
Werner Karl Heisenberg (1901-1976) físico alemán, estableció un principio que por mucho
tiempo se conoció como: Principio de incertidumbre, y que actualmente se conoce como
Principio de indeterminación, que se enuncia de la siguiente manera:
“Es imposible medir al mismo tiempo con exactitud la posición y la velocidad de un
electrón dentro de un átomo”.
Debido al principio de incertidumbre es necesario expresar en términos de probabilidad
los aspectos cuánticos.
Entonces, en vez de decir: “el electrón se encuentra en tal posición” debemos enunciar:
“existe una gran probabilidad del que el electrón se localice en tal posición”. Es por eso
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que un orbital es considerado como una gran región de energía (una nube) donde es
grande la probabilidad de localizar al electrón.
LLENADO DE AUFBAU O DE LAS DIAGONALES
Indica el orden para ir ocupando los diferentes niveles y subniveles energéticos (n y l), que
va de menor a mayor energía.
PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI
El principio de exclusión de Pauli establece: “Dos electrones de un mismo átomo no
pueden tener los mismos 4 números cuánticos.”
PRINCIPIO DE HUND O DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD
El principio de Hund establece que: “Antes de aparear los electrones se deben colocar de
uno en uno en todos los espacios disponibles.”
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EJEMPLOS:
Desarrollar la configuración electrónica y obtener los números cuánticos del electrón
diferencial de:
35 Br
El número que aparece cerca del símbolo del bromo es el número atómico por lo
tanto el carbono tiene 35 electrones. Siguiendo las flechas del llenado del Aufbau,
y tomando en cuenta el número máximo de electrones que puede tener cada
orbital se tiene:
Observa que los superíndices de la configuración electrónica suman la cantidad de
electrones.
Que es la configuración electrónica del bromo, para obtener los números cuánticos
del electrón diferencial, se debe tomar en cuenta la regla de Hund para hallar en
qué posición se encuentra el último electrón:
Los números que aparecen encerrados en círculos indican el orden de cómo se
debe hacer el llenado (no se deben escribir es solamente para la explicación). El
valor de s es negativo debido a que la flecha se encuentra hacia abajo, y el valor
de l es de uno, debido a la los valores que se presentaron en la Tabla 1. Por lo
tanto, los valores del electrón diferencial son:
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n=4 m=0
l=1 s=
Dada lo explicación anterior se presentan más ejemplos:
20 Ca
Configuración electrónica:
Números cuánticos del electrón diferencial:
26 Fe
Configuración electrónica:
Números cuánticos del electrón diferencial:
El Kernel es una forma de simplificación de la configuración electrónica de un elemento
sustituyendo los electrones anteriores a la capa de valencia por la configuración del gas
noble al que corresponden entre corchetes y seguido de los electrones restantes.
n=4 m=0
l=0 s=
n=3 m=-2
l=2 s=
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Ejemplo:
35 Br
El bromo se encuentra en el período 4, por lo tanto tomaremos el gas noble de un
período anterior, en este caso el Argón con número atómico de 18, que se
encuentra en el período 3. Ahora, una forma de observar hasta donde termina la
configuración de cada gas noble es a través del llenado de Aufbau que se presenta
a continuación, los recuadros que encierran a ciertos orbitales indican hasta donde
termina la configuración del gas noble dependiendo el periodo en el que se
encuentre, por ejemplo el helio, termina en el primer orbital (1s).
Si utilizamos el elemento del cuarto período, que es el kriptón, se utiliza la cuarta
casilla encerrada de arriba hacia abajo, en este caso el 4p, por lo tanto siguiendo el
llenado de Aufbau al hacer la configuración electrónica el último orbital será el 4p.
Por lo tanto la configuración electrónica con kernel y siguiendo el llenado de
Aufbau sería:
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También puede darse el caso de que te proporcionen los números cuánticos del electrón
diferencial y tengas que determinar que elemento es. Ejemplos:
Determinar qué elemento es X si presenta los siguientes números cuánticos para su
electrón diferencial:
El orden que llevan los números cuánticos es:
Por lo tanto el nivel energético es 5, el subnivel es s (Tabla 2), el valor de m nos
indica que el electrón diferencial se encuentra en la posición 0, y el valor de s que
está hacia arriba, por lo que:
Para determinar que elemento es se deben obtener los siguientes datos:
Período= Es el mayor nivel energético, hasta esa configuración.
Grupo= Se observa fácilmente en los bloques que se presentan en la Figura 1.
Subgrupo= Se toma en cuenta cuántos electrones quedaron en el último nivel
energético, en este caso es , por lo que localizado el grupo en el que se
encuentra, se procede a buscar la configuración del anteriormente mencionada en
la Figura 1.
Por lo tanto los datos son:
Período 5
Grupo A
Subgrupo I-A
Sabiendo los datos anteriores se busca en la tabla periódica el elemento y se
obtiene al Rubidio.
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Dada la explicación anterior se presentan más ejemplos:
Determinar qué elemento es Y y Z si presenta los siguientes números cuánticos para su
electrón diferencial:
Por lo tanto los datos son:
Período 3
Grupo A
Subgrupo V-A
Por lo tanto el elemento es el Fósforo.
Por lo tanto los datos son:
Período 4
Grupo B
Subgrupo I-B
En este caso el período es de 4 porque, antes del subnivel 3d se encuentra el 4s,
por lo tanto se toma el de mayor nivel energético.
Por lo tanto el elemento es el Cobre.
