Tabla periódica

“Tabla periódica” son quizás las palabras con las que se asocie más comúnmente la química, se le ha considerado la piedra roseta de la naturaleza.

Desde los tiempos más remotos los químicos han tenido la necesidad de representar los elementos químicos simbólicamente, además de ordenarlos y agruparlos de manera sistemática, todo esto con la finalidad de simplificar su estudio para comprender mejor su comportamiento químico, así como los múltiples compuestos que forman.

Tabla periódica

De 1995 a 15 de feb de 2004 se publicaron 794 artículos sobre tabla periódica a todos niveles en revistas arbitradas de circulación internacional.

¿Cómo surge la tabla periódica?

La tabla periódica surge de la necesidad de organizar y sistematizar la información de las propiedades de los elementos.

Propiedades de diversa naturaleza, tanto físicas como químicas.

Tabla periódica (historia)Se conocen algunos elementos de origen nativo, Fe, Au, Ag, C,….

En el siglo XVIII, N, H, O y Cl. También Co, Pt, Ni, Mn, W, Mo, U, Ti, Cr.

En la primera década del siglo XIX al menos catorce nuevos elementos. Davy y la electrólisis. Wollastron Rh, Berzelius Ce, en la siguiente década el mismo descubre Si, Zr, Th.

Para 1800 había 31 elementos identificados, en 1830 se conocían ya 55 elementos; para 1865 ya eran 63.

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.

Jeremias Benjamin Richter (1762-1807), matemático y químico alemán que hace un primer ensayo de un sistema periódico de los elementos al encontrar relación entre los pesos de combinación de algunos elementos.

Juan Jacobo Berzelius (1779-1848), químico sueco que propuso el sistema moderno de los símbolos químicos, además de publicar una tabla de pesos atómicos de los elementos.

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Johann Wolfang Döbereiner (1780-1849)

En 1817 reconoció que el bromo tenía propiedades que parecían estar justo a la mitad entre el Cloro y yodo. Reactividad, Peso, etc.

Mismo caso con Ca, Sr. Y Ba. Además S, Se, Te.

Llamó a esto triadas, los pesos encajaban muy bien, pero no impactó,no se le deba mucha importancia al peso atómico.

Confusión entre peso atómico y molecular.

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John Alexander Reina Newlands (1837-1898)

En 1867 ordenó los elementos por pesos y observó tendencias, parecía que cada 8 se repetían las tendencias y las triadas de Döbereiner estaban dentro de esas “8” a las que llamó octavas.

Había semejanzas pero en las octavas había elementos muy dispares.

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Octavas de Newlands

Alexander Emile Beguyer Chancoutrois(1820 – 1886)

Tabla periódica (historia)

Anillo de Chancourtois (1862)

Coloca los elementos en espiral de forma que los que tienen parecidas propiedades queden unos encima de otros.

Dimitri Mendeleiev(1834 – 1907)

En 1869 el científico ruso Mendeleiev presentó en Alemania, su célebre Tabla Periódica.

Contenía los 60 elementos conocidos hasta ese momento, ordenados en una tabla con entrada doble, siguiendo los siguientes criterios:

Peso atómico de orden creciente: los elementos se clasifican de izquierda a derecha, siguiendo líneas horizontales.Similitud entre las propiedades: Los elementos que tienen propiedades similares ( como por ejemplo, la valencia), se colocan en columnas verticales.En 1869 ya se conocían 63 elementos, de los 90 que hay en la naturaleza.

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Ventajas y Desventajas de la tabla periódica de Mendeleiev

Ventajas

Clasificó los elementos con respecto a sus pesos atómicos. Corrigió los pesos atómicos y las valencias de algunos elementos por no tener sitio en su tabla de la forma en que eran considerados hasta entonces. Señaló las propiedades de algunos elementos desconocidos.

Desventajas

No había una ubicación fija para el hidrógeno. Los metales y los no metales no tenían un límite definido. No se había descubierto los gases nobles; pero cuando se descubrieron se encontró con la sorpresa que se clasificaban en orden creciente de sus pesos atómicos, algunos de éstos elementos resultaban ser familia de los metales. No obstante las irregularidades de la tabla de Mendeleiev ésta sirvió para la nueva reordenación de los elementos. Destaca una sola valencia.

Experimentó con rayos X y sirvió para sentar las bases de número atómico y no masa atómica por lo que la ley periódica se puede reformular.

En 1913 Moseley ordenó los elementos de la tabla periódica usando como criterio de clasificación el número atómico; ya que mostro que las propiedades de los elementos se repetían periódicamente a intervalos regulares.

“Las Propiedades de los elementos y sus compuestos son funciones periódicas y

varían en función de sus números atómicos”

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Henry Moseley (1887-1915)

Premio Nobel de Química en 1951 por el "descubrimiento en la química de los elementos transuránicos, contribuyendo al descubrimiento y aislamiento de diez elementos químicos, desarrolló el concepto de elemento actínido y fue el primero en proponer la serie actínida, que deja fija la disposición actual de la tabla periódica de los elementos. 

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Glenn Seaborg ( 1912 – 1999 )

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DESCRIPCIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA ACTUAL

1. Los 112 elementos reconocidos por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) están ordenados según el numero atómico creciente, en 7 periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B). Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el último reconocido hasta el momento Copernicio (Z = 112); pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118.

2. Periodo, es el ordenamiento de los elementos en línea horizontal. Estos elementos difieren en propiedades, pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atómica. La T.P.A consta de 7 periodos.

Numero de periodos = Numero de niveles del átomo

Periodos cortos

Periodos largos

Periodo incompleto

3. Grupo o Familia, es el ordenamiento de los elementos en columna. Estos elementos presentan similar disposición de sus electrones externos; de allí que forman familias de elementos con propiedades químicas similares.

Grupos “A” ( Elementos Representativos) Están situados en los extremos de la tabla periódica. Nos indican el número de electrones de la última capa y se representan en números romanos. Terminan en el subnivel “s” y “p”

Grupos “B” Están situados en la zona central de la tabla periódica. El número de electrones de la última capa, no nos indica el

grupo; debido a que la valencia es variable. La configuración electrónica termina en el subnivel “d”. Los elementos de transición interna, llamados tierras raras: su configuración electrónica termina en “f”.

Lantánidos

Actínidos

Períodos

Grupos

Elementos de transición

Tierras

raras

Clasificación de los Elementos por Bloques

bloque “d”

bloque “p”bloque “s”

bloque “f”

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Bloque Denominación

s y p Elementos Representativos

d Elementos de Transición

f Elementos de transición Interna

Clasificación de los Elementos según sus Propiedades

No metales

Semimetales

metales

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Metales

1. Representan aproximadamente el 80% del total de elementos.2. Son buenos conductores del calor y la electricidad. El metal que

mejor conduce la corriente eléctrica es la plata, luego el cobre, oro.3. Son dúctiles (forman hilos) y maleables (forman laminas). El oro es

el más maleable y dúctil de los metales.4. A temperatura ambiental se encuentran en estado sólido, con

excepción del mercurio (Hg) que es líquido.5. Poseen temperatura de fusión moderada alta.6. Presenta un brillo característico, denominado brillo metálico. El

brillo metálico es debido al movimiento de los electrones en la superficie del metal.

7. Presentan densidad variable.8. En las interacciones químicas pierden electrones de valencia,

convirtiéndose en iones positivos o cationes.9. Son reductores (se oxidan)

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No metales

1. Representan aproximadamente el 20% del total de elementos.2. No conducen el calor ni la electricidad, con excepción del

carbono, que en su forma alotrópica de grafito es un buen conductor.

3. No son maleables ni dúctiles.4. A temperatura ambiental presentan los siguientes estados físicos:

sólidos (C, S, I,……….); líquido (Br) y gaseoso (H, N, O, F, Cl, los gases nobles).

5. Son buenos aislantes térmicos.6. No presentan brillo metálico (excepto el grafito).7. En las interacciones químicas ganan electrones, convirtiéndose

en iones negativos o aniones.8. Son oxidantes (se reducen).

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Metaloides o semimetales

1. Están ubicados en el límite de los metales y no metales.2. Son 8 elementos: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, At.3. Poseen propiedades intermedias de los metales y no metales con

respecto a la conductividad eléctrica.

Silicio Germanio Arsénico

Observación

De acuerdo a sus propiedades químicas los elementos se clasifican como metales y no metales. De acuerdo a sus propiedades físicas los elementos se clasifican como metales, no metales y semimetales.

Relaciones Energéticas:

• Energía de ionización.

• Afinidad electrónica.

• Electronegatividad.

• Carácter metálico

Propiedades periódicasPropiedades periódicas

• Radio atómico:

o Radio covalente (la mitad de la distancia de dos

átomos unidos mediante enlace covalente).

o Radio metálico.

• Radio iónico

Relaciones de Tamaño

Radio atómico

• Se define como: “la mitad de la distancia de dos átomos iguales que están enlazados entre sí”.

• Por dicha razón, se habla de radio covalente y de radio metálico según sea el tipo de enlace por el que están unidos.

• Es decir, el radio de un mismo átomo depende del tipo de enlace que forme, e incluso del tipo de red cristalina que formen los metales.

En un mismo periodo disminuye al aumentar la carga nuclear efectiva (hacia la derecha).

Variación del radio atómicoEn un grupo el radio aumenta al pasar de un periodo a otro, pues existen más capas de electrones

Es el radio que tiene un átomo que ha perdido o ganado electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas noble más cercano.

RADIO IÓNICO

Los cationes son menores que los átomos neutros por la mayor carga

nuclear efectiva (menor apantallamiento o repulsión de e).

Los aniones son mayores que los átomos neutros por la disminución

de la carga nuclear efectiva (mayor apantallamiento o repulsión

electrónica).

Energía de ionización (EI).- potencial de ionización).

• “Es la energía necesaria para extraer un e– de un átomo gaseoso y formar un catión”.

• Es siempre positiva (proceso endotérmico).

• Se habla de 1ª EI (EI1), 2ª EI (EI2), ... según se trate del primer, segundo, ... e– extraído.

• La EI aumenta hacia arriba en los grupos y hacia la derecha en los periodos por aumentar Z* y disminuir el radio.

AFINIDAD ELECTRÓNICA (AE)

• “Es la energía intercambiada cuando un átomo gaseoso captura un e– y forma un anión”.

• Se suele medir por métodos indirectos.

• Puede ser positiva o negativa aunque suele ser exotérmica. La 2ª AE suele ser positiva. También la 1ª de los gases nobles y metales alcalinotérreos.

• Es mayor en los halógenos (crece en valor absoluto hacia la derecha del S.P. y en un mismo grupo hacia arriba por aumentar Z* y disminuir el radio).

Electronegatividad ( )y carácter metálico

• Son conceptos opuestos (a mayor menor carácter metálico y viceversa).

• mide la tendencia de un átomo a a atraer los e– hacía sí.

• es un compendio entre EI y AE.

• Pauling estableció una escala de electronegatividades entre 0’7 (Fr) y 4 (F).

aumenta hacia arriba en los grupos y hacia la derecha en los periodos.

Aumento en el radio atómico

Aumento de la Energía de Ionización Aumento de (EN)

VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES EN LA TABLA PERIÓDICA