tabla periÓdica...2020/08/02 · tabla periódica figura como “distribución de electrones en...
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TABLA PERIÓDICA ~1~
La tabla periódica está relacionada con la configuración electrónica de los átomos. En ella se encuentran todos los
elementos químicos conocidos, tanto los 92 que se encontraron en la naturaleza como los que se obtuvieron en el laboratorio
por medio de reacciones nucleares.
Los elementos están ordenados por su número atómico creciente. Comienza por el 1H, sigue con 2He, 3Li, 4Be, 5B, 6C, etc.
A cada elemento le corresponde un casillero, donde figuran el correspondiente símbolo y otros datos, tales como el número
atómico, la masa atómica, la distribución de los electrones, etcétera.
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Número atómico “Z” (se simboliza con la letra Z mayúscula):
El número atómico indica la cantidad de cargas positivas, protones, y la cantidad de cargas negativas, electrones,
que tiene cada elemento.
𝒁 = 𝒑+ = 𝒆−
En el centro superior de la tabla periódica se encuentra el carbono, a modo de ejemplo, indicando el significado de cada
componente de los rectángulos en los que se encuentran los elementos. El número atómico es el que se encuentra en la
parte superior izquierda del casillero.
Si el número
atómico Z es 6,
significa que el
elemento tiene
6 𝒑+ (protones) y
6 𝒆− (electrones).
Veamos otros ejemplos:
Actividad 1: Escribir el número
atómico de los siguientes elementos:
a) Oxígeno: Z = ..........
b) Azufre: Z = ..........
c) Cloro: Z = ..........
d) Hidrógeno: Z = ..........
e) Hierro: Z = ..........
f) Plomo: Z = ..........
g) Oro: Z = ..........
h) Plata: Z = ..........
Nota: para ubicar rápidamente los
elementos de la tabla periódica, en la
parte posterior de la misma se
encuentran en orden alfabético,
delante del nombre de cada elemento
se encuentra su número atómico.
Masa atómica relativa “A”: ~2~
Es un número que indica cuántas veces es mayor la masa de un átomo de un elemento con respecto a la masa de otro
elemento que se toma como unidad. Ej: Hidrógeno = 1; Carbono = 12. El Carbono tiene 12 veces más masa que el Hidrógeno.
Cuando extraigamos el dato de la masa atómica de la tabla periódica vamos a redondear el número:
Si el número de las 2 primeras cifras decimales es menor o igual a 50 se coloca el número entero, sin cifras decimales.
Ejemplos:
Z = 6
Carbono
12,01
A = 12
Z = 12
Magnesio
24,31
A = 24
Z = 14
Silicio
28,08
A = 28
Z = 16
Azufre
32,06
A = 32
Z = 17
Cloro
35,45
A = 35
Z = 19
Potasio
39,10
A = 39
Si el número de las 2 primeras cifras decimales es mayor o igual a 51 se coloca el número entero siguiente.
Z = 3
Litio
6,93
A = 7
Z = 5
Boro
10,81
A = 11
Z = 8
Oxígeno
15,99
A = 16
Z = 13
Aluminio
26,98
A = 27
Z = 15
Fósforo
30,97
A = 31
Z = 29
Cobre
63,54
A = 64
Actividad 2: Escribir la masa atómica, redondeada, de los siguientes elementos:
Z = 4
Berilio
A= ............
Z = 9
Flúor
A= ............
Z = 11
Sodio
A= ............
Z = 20
Calcio
A= ............
Z = 26
Hierro
A= ............
Z = 82
Plomo
A= ............
Cálculo del número de neutrones: ~3~ Como mencionamos anteriormente el átomo está compuesto por cargas
positivas, negativas y neutras. Por lo tanto, si sumamos la masa de los tres
componentes (neutrones, protones y electrones) tenemos la masa total de átomo.
n0 + p+ + e – = A
La masa de los electrones es muy pequeña comparada con la de los protones y
los neutrones, por lo cual la vamos a despreciar. (Es como la masa de un grano
de arena en un camión de arena, agregarle un grano más no va a variar la masa
total del camión). Al eliminar la masa de los electrones quedaría:
n0 + p+ = A
Despejamos los neutrones n0 = A – p+ => Fórmula para calcular el número de neutrones.
Ejemplos:
Nitrógeno:
n0 = A – p+
n0 = 14 – 7
Aluminio
n0 = A – p+
n0 = 27 – 13
Argón
n0 = A – p+
n0 = 40 – 18
n0 = 7 n0 = 14 n0 = 22
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hierro
n0 = A – p+
n0 = 56 – 26
Estaño
n0 = A – p+
n0 = 119 – 50
Mercurio
n0 = A – p+
n0 = 201 – 80
n0 = 30 n0 = 69 n0 = 121
Actividad 3: Calcular el número de neutrones que poseen los siguientes elementos:
a) Boro
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
d) Silicio
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
g) Cinc
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
b) Flúor
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
e) Fósforo
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
h) Bromo
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
c) Sodio
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
f) Potasio
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
i) Plomo
n0 = A – p+
....................................
....................................
....................................
Estructura electrónica “EE”: ~4~
Es la distribución de electrones que posee un átomo, están dispuestos en orbitales. El dato de la estructura electrónica en la
tabla periódica figura como “Distribución de electrones en niveles”, en el casillero de cada elemento son los números del
tercer renglón. El guion por el cual están separados indica el cambio de orbital.
Ejemplo: Oxígeno, su (estructura electrónica) EE = 2-6
Otros ejemplos:
Flúor
EE: 2 – 7
(Si flúor no tiene
la tilde en su tabla,
agréguenla)
Aluminio
EE: 2 – 8 – 3
Argón
EE: 2 – 8 – 8
A partir del elemento 19 (potasio) los primeros orbitales se encuentran debajo del número de período, y los últimos en el
casillero correspondiente. Ejemplos:
Potasio
EE: 2 – 8 – 8 – 1
Hierro
EE: 2 – 8 – 14 – 2
Yodo
EE: 2 – 8 – 18 – 18 – 7
Plomo EE: 2 – 8 – 18 – 32 – 18 – 4
Actividad 4: Escribir la estructura electrónica de los siguientes elementos:
a) Carbono: .............................................................
b) Fósforo: ..............................................................
c) Calcio: ................................................................
d) Cobre: .................................................................
e) Bromo: ............................................................................
f) Indio: ................................................................................
g) Bario: ..............................................................................
h) Uranio: .............................................................................
↓
En la parte
izquierda de
la tabla se
encuentra el
número de
período.
Períodos ~5~
En la tabla periódica las filas horizontales (renglones) se denominan períodos. El número de período
representa la cantidad de orbitales que tiene el elemento ocupados con electrones. Los elementos del
período 1 tiene solo el primer orbital con electrones; los que se encuentran en el período 2 tienen los dos
primeros orbitales con electrones, los del período 3 tienen 3 orbitales con electrones, y así sucesivamente.
En total existen siete períodos, los cuales se representan con la letra n.
n = 1: En el primer período sólo hay dos elementos:
Hidrógeno y Helio. Sus electrones se encuentran en el primer
orbital. A la derecha se encuentra representado el diagrama atómico
del Hidrógeno.
n = 2: En el segundo período hay ocho elementos: Li, Be, B, C,
N, O, F y Ne. Todos ellos tienen completo su primer orbital, y van
completando el segundo. A la izquierda se encuentra representado
el diagrama atómico del Carbono.
n = 3: En el tercer período hay también ocho elementos:
Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar. Presentan sus dos primeros
orbitales completos y los electrones van llenando los
subniveles del tercer orbital. A la derecha se encuentra el
diagrama atómico del Fósforo.
n = 4: El cuarto período es más largo, está formado por
dieciocho elementos. Presentan sus dos primeros orbitales
completos y los electrones van llenando los subniveles del tercer
y cuarto orbital A la izquierda se encuentra representado el
diagrama atómico del Hierro.
n = 5: El quinto período es análogo al anterior, también
cuenta con dieciocho elementos. Presentan sus tres primeros
orbitales completos y los electrones van llenando los
subniveles del cuarto y quinto orbital. A la derecha se
encuentra representado el diagrama atómico de uno de los
elementos que pertenece al quinto período, el Yodo.
n = 6: El sexto período es el más largo de todos,
pues tiene 32 elementos. Presentan sus tres primeros
orbitales completos y los electrones van llenando los
subniveles del cuarto, quinto y sexto orbital. A la
izquierda se encuentra representado el diagrama
atómico de uno de los elementos que pertenece al
sexto período, el Talio.
n = 7: El séptimo período es análogo
al sexto, aunque no se ha producido la
cantidad necesaria de elementos para
completarlo. A la derecha se encuentra
representado el diagrama atómico de uno
de los elementos que pertenece al séptimo
período, el Uranio.
Actividad 5: Dados los elementos seleccionados de cada período, completar los datos solicitados y representar su ~6~
diagrama atómico en el esquema de la derecha:
n = 1: Helio Z = ..............
e– = ................. p+ = ..............
A = ................. n0 = ..............
EE = ............................................
-------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------
n = 2: Flúor Z = ..............
e– = ................. p+ = ..............
A = ................. n0 = ..............
EE = ............................................
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------
n = 3: Sodio Z = ..............
e– = ................. p+ = ..............
A = ................. n0 = ..............
EE = ............................................
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------
n = 4: Cobre Z = ..............
e– = ................. p+ = ..............
A = ................. n0 = ..............
EE = ............................................
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------
n = 5: Estaño Z = ..............
e– = ................. p+ = ..............
A = ................. n0 = ..............
EE = ............................................
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------
n = 6: Oro Z = ..............
e– = ................. p+ = ..............
A = ................. n0 = ..............
EE = ............................................
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------
n = 7: Torio Z = ..............
e– = ................. p+ = ..............
A = ................. n0 = ..............
EE = ............................................
~7~
En la tabla periódica las columnas verticales reciben el nombre de grupos. Los grupos se pueden identificar con los números
de 1 al 18 o con la notación de números romanos acompañados de la letra A o B; nosotros utilizaremos la última dado que
esa agrupación se realizó en función de propiedades importantes que verán más adelante.
Para saber el grupo en el que se encuentra un elemento, los ubicamos en la tabla periódica y miramos el encabezado de su
columna:
Hierro:
Grupo VIII B
Nitrógeno:
Grupo V A
Cloro:
Grupo VII A
Calcio:
Grupo II A
Oro:
Grupo I B
Argón:
Grupo VIII A
Observaciones generales
• En general los elementos de un mismo grupo presentan igual configuración electrónica externa.
• Los elementos ubicados en un mismo grupo tienen propiedades químicas similares y sus propiedades físicas están
relacionadas.
• En el grupo VIII A se encuentran los gases inertes (He, Ne, Ar, Kr, Xe, y Rn), también conocidos como gases raros o
nobles, que se caracterizan por su inactividad química.
• A los elementos ubicados en el grupo I A se los suele denominar metales alcalinos, con excepción del hidrógeno, que
es neutro. Al hidrógeno no se le ha encontrado una ubicación satisfactoria, pues por su estructura electrónica le corresponde
el grupo I A, pero sus propiedades se asemejan más al grupo VII A. Entonces, generalmente se lo representa en el grupo I
A, algo separado de los otros elementos de ese grupo para indicar las diferencias expuestas.
• Los elementos del grupo VII A, a excepción del astato, reciben también el nombre de halógenos.
• Una línea quebrada que pasa entre el boro y el aluminio y desciende hasta el polonio y el astato señala la separación
entre metales y no metales. Esta separación no debe ser considerada como un límite absoluto entre metales y no metales.
• A partir de su ubicación en la tabla, se puede deducir la estructura atómica del elemento.
• Los elementos situados después del uranio, reciben el nombre de transuránidos. Estos elementos no existen en la
Naturaleza y han sido obtenidos artificialmente por reacciones nucleares. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Actividad 6: Escribir el grupo en el que se encuentran los siguientes elementos (con la forma de números romanos
acompañados de la letra A o B):
a) Magnesio: ......................................
b) Bromo: ...........................................
c) Cobre: ............................................
d) Indio: .............................................
e) Neón: .............................................
f) Titanio: ...........................................
g) Azufre: ...........................................
h) Cromo: ...........................................
i) Arsénico: .........................................
Con la información de grupo y período podemos ubicar a cualquier elemento de la tabla periódica: ~8~
Grupo II A, período 6
Elemento: Bario
Grupo III A, período 3. Elemento: Aluminio
Grupo I B, período 5. Elemento: Plata
Actividad 7: Dados los datos de grupo y período, identificar el elemento que se encuentra en dicha ubicación de la tabla
periódica.
a) Grupo III B, período 4: ...................................................
b) Grupo VII A, período 5: .................................................
c) Grupo V B, período 6: ....................................................
d) Grupo I A, período 4: .....................................................
e) Grupo II B, período 6: ....................................................
f) Grupo IV A, período 3: ...................................................
g) Grupo VII B, período 4: .................................................
h) Grupo VI A, período 2: .................................................. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------
Clasificación de los elementos según su configuración electrónica
Sobre la base de su configuración electrónica, los elementos químicos se pueden clasificar en cuatro categorías:
Tabla periódica
Ga
ses
iner
tes
1
2
(Sub –
nivel s)
Elementos
represen–
tativos
2
(Subnivel p)
Elementos
representativos
3 (Subnivel d)
Elementos de transición
4 (Subnivel f) Elementos de transición interna
a) Gases inertes: presentan su orbital electrónico externo completo con ocho electrones, con excepción del He, que tiene
dos electrones. Ocupan el grupo VIII A de la Tabla Periódica.
b) Elementos representativos: son aquellos que tienen su orbital externo incompleto. Comprende a los elementos que
ocupan los grupos I A, II A, III A, IV A, V A, VI A y VII A de la Tabla Periódica.
c) Elementos de transición: se caracterizan por presentar sus dos últimos orbitales incompletos. El electrón que se agrega
lo hace en su anteúltimo orbital. Corresponden a esta clase los elementos de los grupos III B, IV B, V B, VI B, VII B, VIII
B, I B y II B de la Tabla.
d) Elementos de transición interna: son los que presentan sus tres últimos orbitales incompletos. El electrón diferencial se
incorpora al antepenúltimo orbital. Constituyen las denominadas tierras raras (lantánidos y actínidos) ubicadas
generalmente al pie de la Tabla.
Ejemplos: ~9~
⟨1⟩ El argón es del grupo VIII A, por lo tanto, su clasificación es gas inerte.
⟨2⟩ El calcio es del grupo II A, por lo tanto, su clasificación es elemento representativo.
⟨2⟩ El cloro es del grupo VII A, por lo tanto, su clasificación es elemento representativo.
⟨3⟩ El oro es del grupo I B, por lo tanto, su clasificación es elemento de transición.
⟨3⟩ El hierro es del grupo VIII B, por lo tanto, su clasificación es elemento de transición.
⟨4⟩ El terbio pertenece a la serie de lantánidos, por lo tanto, su clasificación es elemento de transición interna.
⟨4⟩ El uranio pertenece a la serie de actínidos, por lo tanto, su clasificación es elemento de transición interna.
Actividad 8: Clasificar los siguientes elementos de la tabla periódica.
a) Platino: ............................................................................
b) Helio: ..............................................................................
c) Torio: ..............................................................................
d) Potasio: ...........................................................................
e) Criptón: ...........................................................................
f) Europio: ...........................................................................
g) Boro: ...............................................................................
h) Cadmio: .......................................................................... ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------
Ejercicios de integración
Ejemplo: Completar los datos faltantes y realizar el diagrama atómico:
Elemento: .............................. Símbolo: ............ Z = ............. e– = ............. p+ = ............. A = ............. n0 = .............
Grupo: ............... n: ............. EE: 2 – 8 – 18 – 32 – 18 – 1 Clasificación: ....................................................................
Del dato de la estructura electrónica se puede sacar la información de la cantidad
de electrones que tiene en elemento: 2 + 8 + 18 + 32 + 18 + 1 = 79
El elemento buscado tiene 79 electrones, por lo tanto, su número atómico es 79.
El elemento es el oro.
Otra forma de encontrarlo puede ser
buscar en el período 6 (dado que la
EE tiene 6 componentes) el elemento
cuya estructura electrónica coincida.
Ahora completamos los datos solicitados en el ejercicio y realizamos el diagrama atómico. Se comienza ubicando la
casilla del oro en la tabla periódica, de ahí sacamos todos los datos.
79) Elemento: Oro Símbolo: Au .
Z = 79 e – = 79 p+ = 79 .
A= 197 n0 = 118 Grupo: I B .
n: 6 EE: 2 – 8 – 18 – 32 – 18 – 1 .
Clasificación: Elemento de transición .
Actividad 9: Completar los datos faltantes y realizar el diagrama atómico:
a) Elemento: .............................. Símbolo: ............ Z = 30 e– = ............ p+ = ............ A = ............. n0 = ............
Grupo: ............... n: ............. EE : ........................................... Clasificación: ................................................................
Diagrama atómico:
b) Elemento: .............................. Símbolo: ............ Z = ............. e– = ............ p+ = ............ A = 207 n0 = ............
Grupo: ............... n: ............. EE : ........................................... Clasificación: ................................................................
Diagrama atómico: