Edición n°1 pág. 1

Historia de la tabla periódica

os seres humanos siempre hemos estado tentados a

encontrar una explicación a la complejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda materia se resumían al agua, tierra, fuego y aire. Sin embargo al cabo del tiempo y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta de que la materia es en realidad más compleja de lo que parece. Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad de ordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural, fue la de clasificarlos por masas atómicas,

L

Pero esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tabla periódica que es utilizada en nuestros días.

Origen de la tabla periódica

El origen de la tabla periódica data aproximadamente de 1864, cuando el químico inglés John Newlands observó que cuando los elementos conocidos se ordenaban de acuerdo con sus masas atómicas, cada octavo elemento tenía propiedades similares.Newlands se refirió a esta relación como la ley de las octavas. Sin embargo, esta ley no se cumple para elementos que se encuentran mas allá del calcio, y por eso la comunidad científica de la época no aceptó su trabajo.

En 1869 el químico ruso Dimitri Mendeleev propuso una tabulación más amplia de los elementos basada en la recurrencia periódica y regular de las propiedades. Este segundo intento de sistema periódico hizo posible la predicción de las propiedades de varios elementos que aún no habían sido descubiertos. Por ejemplo, Mendeleev propuso la existencia de un elemento desconocido que llamó eka–aluminio, cuya

ubicación debiera ser inmediatamente bajo el aluminio. Cuando el galio fue descubierto cuatro años más tarde, se encontró que las propiedades predichas para el eka– aluminio coincidían notablemente con las observadas en el galio. 

Actualmente la tabla está ordenada en siete filas horizontales, llamadas “periodos” que indican el último nivel enérgico que tiene un elemento. Las 18 columnas (verticales) son llamadas grupos, e indican el número de electrones en la última capa.

Estructura del átomo

Partículas subatómicas

A pesar de que átomo significa ‘indivisible’, en realidad está formado por varias partículas subatómicas. El átomo contiene protones, neutrones y electrones, con la excepción del hidrógeno-1, que no contiene neutrones, y del ion hidronio, que no contiene electrones. Los protones y neutrones del átomo se denominan nucleones, por

formar parte del núcleo atómico.

El electrón es la partícula más ligera de cuantas componen el átomo, con una masa de 9,11 · 10−31 kg. Tiene una carga eléctrica negativa, cuya magnitud se define como la carga eléctrica elemental, y se ignora si posee subestructura, por lo que se lo considera una partícula elemental. Los protones tienen una masa de 1,67 · 10− kg, 1836 veces la del electrón, y una carga positiva opuesta a la de este. Los neutrones tienen un masa de 1,69 · 10−kg,

1839 veces la del electrón, y no poseen carga eléctrica.

Las masas de ambos nucleones son ligeramente inferiores dentro del núcleo, debido a la energía potencial del mismo; y sus tamaños son similares, con un radio del orden de 8 · 10- m o 0,8 fitómetros (FM).

El protón y el neutrón no son partículas elementales, sino que constituyen un estado ligado de quarks u y d, partículas fundamentales recogidas en el modeló de la física de partículas, con cargas eléctricas iguales a +2/3 y −1/3

respectivamente, respecto de la carga elemental.

Un protón contiene dos quarks u y un quark d, mientras que el neutrón contiene dos d y un u, en consonancia con la carga de ambos. Los quarks se mantienen unidos mediante la fuerza nuclear fuerte, mediada por gluones —del mismo modo que la fuerza electromagnética está mediada por fotones—.

Además de estas, existen otras partículas subatómicas en el modelo estándar: más tipos de quarks, leptones cargados (similares al electrón), etc.

Los elementos de la tabla periódica

Propiedades de la tabla periódica

¿Qué son?

Son propiedades que presentan los elementos químicos y que se repiten secuencialmente en

la tabla periódica. Por la colocación en la misma de un elemento, podemos deducir que valores presentan dichas propiedades así como su comportamiento químico.

¿su estudio e la tabla?

Tal y como hemos dicho, vamos a encontrar una periodicidad de esas propiedades en la tabla. Esto supone, por ejemplo, que la variación de una de ellas en los grupos va a responder a una regla general. Esto nos permite, al conocer estas reglas de variación, cual va a ser el comportamiento químico de un elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera, de sus propiedades periódicas.

. Principales propiedades periódicas

Hay un gran número de propiedades periódicas

Entre las más importantes destacaríamos:

Estructura electrónica: distribución de los electrones en los orbitales del átomo

- Potencial de ionización: energía necesaria para arrancarle un electrón

- Electronegatividad: mide la tendencia para atraer electrones. - Afinidad electrónica: energía liberada al captar un electrón.

- Carácter metálico: define su comportamiento metálico o no metálico.

- Valencia iónica: número de electrones que necesita ganar

En la tabla periódica, un grupo es el número del último nivel energético que hace referencia a las columnas allí presentes. Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la tabla periódica se ideó para ordenar estas familias de una forma coherente y fácil de ver.

La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un

grupo tienen configuraciones electrónicas similares en los niveles de energía más exteriores; y como la mayoría de las propiedades químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están colocados en los niveles más externos, esto hace que los elementos de un mismo grupo tengan propiedades físicas y químicas similares.Se listan a continuación los grupos (entre paréntesis los antiguos sistemas europeo y estadounidense):

Grupo 1 (IA): alcalinos

Grupo 2 (IIA): alcalinotérreos

Grupo 3 (IIIB): familia del Escandio

Grupo 4 (IVB): familia del Titanio

Grupo 5 (VB): familia del Vanadio

Grupo 6 (VIB): familia del Cromo

Grupo 7 (VIIB): familia del Manganeso

Grupo 8 (VIIIB): familia del Hierro

Grupo 10 (VIIIB): familia del Níquel

Grupo 11 (IB): familia del Cobre o metales de acuñar (no recomendado por la IUPAC)

Grupo 12 (IIB): familia del Zinc

Grupo 13 (IIIA): familia del Boro

Grupo 14 (IVA): familia del carbono

Grupo 15 (VA): familia del nitrógeno

Grupo 16 (VIA): Anfígenos

Grupo 9 (VIIIB): familia del Cobalto

o cálcatenos

Grupo 17 (VIIA): halógenos

Grupo 18 (VIIIA): gases nobles o inertes

La Afinidad electrónica

La afinidad electrónica (AE) o electroafinidad se define como la energía involucrada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado fundamental (de mínima energía) que captura un electrón y forma un ion mono negativo:

.

Dado que se trata de energía liberada, pues normalmente al insertar un electrón en un átomo predomina la fuerza atractiva del núcleo, que tiene signo negativo. En los casos en los que la energía sea absorbida, cuando ganan las fuerzas de

repulsión, tendrán signo positivo; AE se expresa comúnmente en el Sistema, en kJmol-1.

También podemos recurrir al proceso contrario para determinar la primera afinidad electrónica, ya que sería la energía consumida en arrancar un electrón a la especie anicónica mono negativa en estado gaseoso de un determinado elemento; evidentemente la entalpía correspondiente AE tiene signo negativo, salvo para los gases nobles y metales alcalinotérreos. Este proceso equivale al de la energía de ionización de un átomo, por lo que la AE sería por este formalismo la energía de ionización de orden cero.

Esta propiedad nos sirve para prever que elementos generaran con facilidad especies anicónicas estables, aunque no hay que relegar otros factores: tipo de contra ión, estado sólido, ligando-disolución, etc.

Los grupos o familias de elementos vienen agrupados en columnas en la Tabla Periódica porque gozan de propiedades parecidas. Conforme se va bajando en un grupo, los elementos muestran tendencias a la vez que las propiedades varían ligeramente.

HIDRÓGENO&... No pertenece a ningún grupo, está recuadrado solo en la Tabla Periódica.&... Es un gas molecular diatónico y covalente: H–H.

GRUPO 1&... Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

&... Nombre del grupo: Metales Alcalinos.&... Son metales blandos.&... Son plateados.&... Reaccionan violentamente con el agua.&... Son muy reactivos, por lo que los dejamos en aceite para evitar su reacción con el aire o el agua.&... Forman iones con una sola carga positiva.&... Conforme descendemos en la columna, decrece el punto de fusión y aumenta la reactividad.&... Conforme descendemos en la columna, las energías de ionización y

electronegatividad, ya de por sí bajas, disminuyen más aún.&... Los compuestos que forman son, casi exclusivamente, iónicos.

GRUPO 2&... Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.&... Nombre del grupo: Metales Alcalinotérreos&... Como metales son más duros que los del grupo anterior, aunque siguen siendo blandos.&... Son plateados.&... Excepto el berilio, reaccionan con el agua.&... Son reactivos, pero no lo son tanto como los del grupo 1, por lo cual no hay necesidad de guardarlos en aceite.&... Forman iones con doble carga positiva.&... Conforme descendemos en la columna, aumenta la reactividad.&... Conforme descendemos en la columna, las energías de ionización y electronegatividad, ya de por sí bajas, disminuyen más aún.&... Los compuestos que forman son, casi exclusivamente, iónicos, con la salvedad del berilio.

GRUPOS 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12&... Nombre de este "grupo de grupos": Metales de Transición.

&... Se llaman así por un lado por ser metales, y por otro lado porque tienen propiedades de transición entre las propiedades del bloque de grupos que se encuentra a su izquierda, y las del bloque que se encuentra a la derecha.&... Tienen carácter metálico.&... Punto de fusión y densidad altas, a la

excepción del titanio, que es muy ligero; y del zinc, que funde a temperaturas bajas.&... Actúan solos o compuestos con otros como catalizadores.

&... Dan origen a una gran variedad de cationes con diferente carga.&... Forman compuestos coloreados.&... Pueden reaccionar con otro elemento y formar así más de un compuesto.&... El cobre, la plata y el oro son metales maleables, dúctiles y pueden permanecer libres, o sea, sin combinarse, en la naturaleza.

UN “SUB-GRUPO”: LOS ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA&... Los Elementos de Transición Interna son: el lantánido con sus lantánidos y el actinio con sus actínidos.&... Son indudablemente metales.&... Son muy parecidos entre sí, debido a que los electrones se sitúan en los orbitales internos f.&... Son todavía más parecidos entre ellos en las propiedades químicas, cuando las estructuras electrónicas son muy parecidas.

GRUPO 13&... B, Al, Ga, In, Tl.&... Nombre del grupo: Elementos del Boro.

GRUPO 14&... C, Si, Ge, Sn, Pb.&... Nombre del grupo: Elementos del Carbono.&... La línea gruesa (que tiene forma de escalera) cruza las columnas 13 a 17; los elementos próximos a ella tienen, a menudo, tanto propiedades metálicas como no-metálicas: el carbono, que es no-metal, conduce la electricidad; el silicio y el germanio son semiconductores con resistencias que varían con las condiciones de manera muy acusada.&...

No se parecen mucho los elementos: el carbono es no-metal y puede formar con del carbono cadenas muy largas; el silicio es un no-metal con algunas propiedades metálicas; el germanio es un semimetal típico; el estaño y el plomo son metales pero menos reactivos que los

demás metales.

GRUPO 15&... N, P, As, Sb, Bi.&... Nombre del grupo: Elementos del Nitrógeno.&... No-metales: nitrógeno, fósforo; semimetales: arsénico, antimonio; metal: bismuto.

GRUPO 16&... O, S, Se, Te, Po.&... Nombre del grupo: Elementos del Oxígeno.&... No-metales típicos.&... El potencial de ionización y la afinidad electrónica son elevados.&... Son muy electronegativos.

GRUPO 17&... F, Cl, Br, I, At.&... Nombre del grupo: Halógenos.&... Son no-metales coloreados y oscurecen según se desciende en el grupo.&... Se presentan en moléculas diatómicas (Fl2, Cl2, Br2, I2).&... Los puntos de fusión y de ebullición son crecientes según se baja en el grupo.

&... Muy reactivos.&... La reactividad “disminuye” al descender en el grupo, por lo que el halógeno en un compuesto desplaza al otro elemento si está por debajo de sí mismo, ya que “acepta” electrones.

{

Nombre ¿Que hizo? Imagen de lo que hizo  Dimitri Mendeléyev

fue quien ordenó los elementos basándose en las propiedades químicas de los elementos1

John Alexander Reina Newlands:

El preparó en 1864 una tabla periódica de los elementos establecida según sus masas atómicas,

Johann Wolfgang Döbereiner

Realizó algunos intentos de clasificación de los elementos conocidos (tríadas de Döbereiner), agrupándolos por sus afinidades y semejanzas: cloro, bromo y yodo; litio, sodio y potasio; azufre, selenio y teluro.

Era un científico que estaba haciendo un experimento con una pulga, le dijo a la pulga:Salta pulga y la pulga saltó un metro.Le quitó una pata y le dijo lo mismo, entonces saltó medio metro, y así le fue quitando todas las patas hasta que no tenía patas y lo anotó en su libreta. Cuando ya no tenía patas le dijo que saltara y no saltó entonces anotó, pulga sin patas sorda.

Iba un átomo caminado por la calle con cara de preocupación. Un átomo conocido lo ve y le pregunta: Qué tal amigo, ¿Por qué tan estresado? Es que perdí un electrón, respondió. ¿Estás seguro?Sí, estoy completamente positivo

Guía de bolsillo de la ciencia moderna.Si es verde o repta, es Biología.Si huele mal, es Química.Si no funciona, es Física.Si no se entiende es Matemáticas.Si no tiene sentido, es Economía o Sicología

Dos moléculas están caminando en la calle y chocan. Una le dice a la otra: “¿Estas bien”“¡No, perdí un electrón!”“¿Estas seguro?”“Positivo”

¿Por qué los osos blancos se disuelven en agua?- Porque son polares.

-¿Cómo se suicida un electrón?-Tirándose de un puente de hidrógeno

¿Cómo se le llama a la infidelidad entre químicos? Enlace covalente coordinado

¿POR QUE UN EMO SE DISUELVE MEJOR QUE UN OSO BLANCO? -Por que es bipolar

¿Como llamas a un diente dentro de un vaso de agua?- Una solución molar

¿Cuál es la formula química del agua bendita? H-dios-O

2 osos q bailan y se caen al agua, cual se disuelve primero, el blanco o el negro Ninguno, porque en ningún momento aclaraste que los osos eran de tal color.

Qué letra es la única que no aparece en la tabla periódica? tanto en nombre de elemento como en su abreviación? La j

A L I E N A N M A R I H A H E

T A B L A P E R I O D I C A L

O S A E C N U J J A E D T L E

M E T M O p T E H D K R Y O C

O M H E V R R G R U P O S G T

P I I N A H O O I F D N H E R

A M Ñ T L L N R T D D I K N O

R E B O E P E B T O Ñ O Y O N

T T F S N K S I F L N F S S E

I A N V T H Y T C T T E E U S

C L E E E R H A X R F K S H V

U E W O S S E L A T E M O N R

L S M E T A L E S L L H F G U

A D H K L Y N S R S F I L G Y

A F I N I D A D A C I M I U Q

E L E C T R O N E G A T I V O

Tabla Periódica, Electrones, Átomo, Neutrones, Protones, Elementos, Química, Halógenos, Orbitales, Metales, Electronegativo, Semimetales, No metales, Covalentes, Grupos, Afinidad, Átomo, Partícula, Masa, Hidronio

Sara Moreno Orrego

Lina María Gil 10°c