B. Q. F GABRIEL AGUILAR

LA TABLA PERIÓDICA

(PARTE III)

Principios generales: elementos, Símbolos.

Constitución: metales, no metales,

metaloides.

Estructura (grupos A y B)

ROBERT BOYLE, Definió los elementos comoaquellas sustancias que no se puedendescomponer en sustancias más simples.

LAVOISIER, Incluyó una lista de elementos conbase de criterios aplicados por Boyle.

Cuando a principios del siglo XIX se midieronlas masas atómicas de una gran cantidad deelementos, se observó que ciertaspropiedades variaban periódicamente enrelación a su masa.

De esa manera, hubo diversos intentos deagrupar los elementos, todos ellos usando lamasa atómica como criterio de ordenación.

Triadas de Döbereiner (1829)◦ Buscaba tríos de elementos en los

que la masa del elementointermedio es la media aritmética dela masa de los otros dos. Así seencontraron las siguientes triadas:

◦ Cl, Br y I;Li, Na y K; Ca, Sr y Ba; S, Sey Te…

Anillo de Chancourtois (1862).◦ Coloca los elementos en espiral de

forma que los que tienen parecidaspropiedades queden unos encimade otros.

Octavas de Newlands (1864). En 1863propuso que los elementos se ordenaran en“octavas”, ya que observó, tras ordenar loselementos según el aumento de la masaatómica, que ciertas propiedades serepetían cada ocho elementos

H Li Be B C N O

F Mg Al Si P SNa

Cl Ca Cr Ti Mn FeK

El químico ruso DimitriMendeleev, en 1869,propuso por primeravez la tabla periódica.

El organizó su tablaprimeramente por elpeso atómico de loselementos, ahora seorganizan por sunumero atómico.

Esta era su tabla para1869.

Elementos conocidos en esa época

La clasificación de Mendeleiev es la mas conocida yelaborada de todas las primeras clasificacionesperiódicas.

Clasificó lo 63 elementos conocidos hasta entoncesutilizando el criterio de masa atómica usado hastaentonces.

Hasta bastantes años después no se definió elconcepto de número atómico puesto que no sehabían descubierto los protones.

Dejaba espacios vacíos, que él consideró que setrataba de elementos que aún no se habían

descubierto.

Así, predijo las propiedades de algunos de éstos,tales como el germanio (Ge).

En vida de Mendeleiev se descubrió el Ge que teníalas propiedades previstas

Un inconveniente de la tabla de Mendeleiev era quealgunos elementos tenía que colocarlos endesorden de masa atómica para que coincidieranlas propiedades.

Él lo atribuyó a que las masas atómicas estabanmal medidas. Así, por ejemplo, colocó el teluro (Te)antes que el yodo (I) a pesar de que la masaatómica de éste era menor que la de aquel.

En 1913 Henry Moseley, mediante estudiosde rayos X, determinó la carga nuclear(número atómico) de los elementos.

1887 - 1915

Moseley ordenó los elementos de la tablaperiódica usando como criterio declasificación el número atómico. Reagrupólos elementos en orden creciente de númeroatómico.

Enunció la “ley periódica”: "Si los elementosse colocan según aumenta su númeroatómico, se observa una variación periódicade sus propiedades físicas y químicas".

Se denomina elemento químico a toda

sustancia que no puede descomponer en

otras más simples por medios químicos

convencionales.

Hasta ahora se ha descubierto 118

elementos químicos, no obstante, ya se han

reportado el descubrimiento de más elementos

químicos.

A cada elemento se le ha asignado un símbolo,

que no es más que una forma abreviada de

escribir el nombre del elemento, aceptada

internacionalmente. El origen de esto es muy

diverso

La mayoría de los elementos no sedescubrieron hasta hace unos 300 años.

Respecto al origen de la denominación de loselementos podríamos decir que es diverso:

Unos hacen referencia a algunas propiedades.

Otros al nombre del descubridor o al deprominentes hombres de ciencia.

Otros hacen referencia u homenaje a algunospaíses donde fueron descubiertos.

Otros nombres nos recuerdan a algunosastros.

Mercurio, su nombre se debe al planeta del mismo nombre, pero su abreviatura es Hg.Dioscórides lo llamaba plata acuática (en griego hydrárgyros). hydra=agua, gyros= plata.

Uranio (U): del planeta Urano.

Neptunio (Np): del planeta Neptuno.

Plutonio (Pu): del planeta Plutón.

Titanio(Ti): de Titán, luna de Saturno, y éste a su vez de los Titanes, los primeros hijos de la Tierra según la mitología griega.

Cobre (Cu): cuprum, de la isla de Chipre.

Galio (Ga): de Gallia, Francia

10

Ne

20.18

Numero atómico

Símbolo

Masa atómica

Nos indican los niveles energéticos, sedesignan con números arábigos ycorresponden a las filas horizontales de latabla periódica encontramos siete períodos.

Contiene solo 2 elementos: Hidrógeno y Helio.

Estos dos períodos contienen 8 elementos cada uno.

Estos dos períodos contienen 18 elementos cada uno.

Contiene 32 elementos, incluyendo los Lantánidos.

Incluye los Actínidos, aún no está completo, ya que los científicos siguen preparando nuevos elementos en los laboratorios.

Son las columnas verticales de la tablaperiódica y nos indican el número deelectrones de su capa más externa, nivel devalencia, por lo que presentan propiedadesquímicas similares .

Familias del grupo A:

Grupo Nombre

I A Alcalinos

II A Alcalinos térreos

III A Térreos

IV A Carbonados

V A Nitrogenados

VI A Calcógenos

VII A Halógenos

VIII A Gases nobles

Familia del grupo B:

Elementos de Transición: se les llama así porque sus electrones de valencia se encuentran distribuidos en órbitas diferentes a las del Grupo A, ya que tienen semi llenos sus orbitales d.

Elementos de Transición Interna: Se hallan en la parte inferior de la tabla periódica, se dividen en la serie de lantánidos y actínidos.

Metales: Grupo de los elementos que se hallan ala izquierda de la línea diagonal escalonada de latabla periódico.

No Metales: Grupo de elementos con más de 3electrones de valencia y se ubican a la derecha dela línea diagonal escalonada de la tabla periódica.

Metaloides: Elementos cuyos símbolos estánsituados adyacentes a la línea diagonalescalonada de la tabla periódica, entre losmetales y los no metales. Sus propiedades sonintermedias entre los metales y no metales.

• Todos son sólidos excepto el Mercurio (Hg).

• Son buenos conductores de calor y electricidad. Ejemplos: Plata (Ag), Cobre (Cu), Mercurio (Hg) y Aluminio (Al).

• Son lustres, tienen una superficie brillante. Ejemplos: Plata (Ag), Oro (Au), Cromo (Cr).

Son maleables quiere decir que se pueden martillar o laminar. Ejemplos: Hierro (Fe), Oro (Au), Estaño (Sn), Plomo (Pb).

Son dúctiles, muchos se pueden estirar para formar alambres. Ejemplos: Aluminio (Al), Cobre (Cu) y Cromo (Cr).

Algunos son duros: Cr, Fe, Mn.

Metales blandos: Au, Pb, Na.

Cu

brillante(brillante)

dúctil(puede tiraren el alambre)

maleable(puede martillaren forma)

buenos conductores(calor y electricidad)

PERIÓDICAS

Retienen débilmente los electrones de la capa más externa (capa de valencia).

REACTIVIDAD

La mayoría reaccionan con los no metales principalmente con el O2, para formar óxidos y con los halógenos para formar haluros, la reactividad varía entre los elementos del Grupo A por ejemplo el Na es el más reactivo.

FORMAN CATIONES

Son malos conductores de electricidad, S, Se, I2.

No tienen lustre son opacos, ejemplo C (carbón vegetal), S, P.

No son maleables, se desmoronan al golpearlos. S, C, P.

No son dúctiles.

En su mayoría no tienen dureza excepto el diamante.

Sólidos, líquidos y gases.

S

Br2I2S8Ne

bromoyodosulfuroneón

PERIÓDICAS

Retienen con fuerza los electrones de la capa externa y tienden atraer los electrones de los otros elementos durante una reacción química.

FORMAN ANIONES

VALENCIA

Tienen en su capa de valencia 4 o más electrones por ejemplo: del grupo IV tienen 4 electrones y VA tienen 5 electrones y VI tienen 6 electrones

REACTIVIDAD

La facilidad con que reaccionan con otros elementos es variable algunos son extremadamente reactivos como el flúor y el O2 pero otros prácticamente no se combinan con ningún otro elemento como los gases nobles o raros VIIIA.

Son semejantes a las de los metales y no metales. Son sólidos a Temperatura ambiente. La mayoría de ellos presentan brillo metálico por lo general son muy duros y se pueden presentar en diferentes formas alotrópicas.

Son semiconductores de electricidad

Tienen 3 o más electrones en su capa externa el Boro tiene 3 electrones, Si y Ge tienen 4 electrones, As y Sb 5 y el Te 6.

Algunos son más reactivos que otros.

Grupo llamado “Metales Alcalinos”

• Li, Na, K, Rb, Cs y Fr

• Metales blandos de color gris.

• Su densidad es pequeña y son buenos conductores de calor y electricidad.

• Reaccionan rápidamente con el oxígeno, agua y otras reacciones químicas.

• Son solubles en agua de mar y en los depósitos de sal.

Grupo llamado: “Metales Alcalinotérreos”

Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra

Tienen puntos de fusión más altos que los del grupo IA.

La densidad es pequeña.

Todos los metales alcalinotérreos tienen 2 electrones de valencia.

• Casi todas las “aguas duras” contienen iones tanto Calcio como Magnesio.

• El Berilio es costoso y se emplean aleaciones de este metal en herramientas que no producen chispas.

• El Berilio y sus conceptos son tóxicos.

• Los compuestos de Bario se utilizan extensamente en pigmentos blancos, el radio es atómico.

Grupo llamado: “Metales Térreos”

O elementos del Boro

• B, Al, Ga, In, Tl

• El Boro es un metaloide de punto de fusión muy alto.

• Dentro de este grupo la densidad y el carácter metálico aumentan con el número atómico.

• El Boro se encuentra en estado natural, pero es el elemento fundamental del bórax.

• Los compuestos del boro se utilizan la fabricación del pyrex, fibra de vidrio, abrasivos, herramientas de corte, esmalte de porcelana y como retardante de flama.

El aluminio es buen conductor de calor yelectricidad es un metal dúctil que se fabricanalambres ligeros.

Se encuentra disperso en diversos mineralescomo la arcilla y el feldespato, donde formaenlaces con compuestos como el Oxígeno yel Silicio.

• El Aluminio puro y las aleaciones del Aluminiotienen una extensa variedad de usos, como lafabricación de aviones, alambres paratransmisión eléctrica, motores, automóviles.

• El Ga se funde a 29,8°C, se está aplicandocomo semiconductores de estado sólido paracomputadoras y en las celdas solares.

• El Indio es muy blando, se emplea entransistores y recubrimientos de espejos.

• El Talio y sus compuestos son tóxicos.

Grupo llamado: “Carbonoides”

O elementos del carbono.

• C, Si, Ge, Sn, Pb.

• El carbono vegetal es una forma alotrópica no cristalina, o quizá microcristalina, El Carbono sin una distribución atómica definida.

• Todos los productos derivados del petróleo, así como los sintéticos como los plásticos, fibras y medicinas, son también compuestos orgánicos.

• El Silicio es un metaloide con propiedades decarácter netamente no metálico es el segundoelemento más abundante de la naturaleza 26% dela corteza terrestre.

• La arena de cuarzo que es dióxido de silicio seutiliza en la producción de vidrio y cemento, selo utiliza también para la fabricación detransistorers y microchips.

• El Sn se utiliza en la fabricación de recipientes dehojalata.

• El Plomo es tóxico y se encuentra ligado aproblemas con el cerebro, ya que este lo afectadirectamente.

Grupo llamado: “Nitrogenoides”

O familia del Nitrógeno.

• N, P, As, Sb, Bi.

• El Nitrógeno gaseoso diatómico constituye el78% del volumen del aire tanto el Nitrógenocon el Fósforo son indispensables para lavida.

• Es un elemento fundamental de todos losaminoácidos presentes en las proteínas.

• Las moléculas de Nitrógeno del aire no sonmuy reactivas pero ciertas, bacterias delsuelo pueden fijar Nitrógeno del compuestoconvertido en amoníaco, que se emplea comofertilizante y también en la fabricación delácido nítrico y diversos explosivos.

• El fósforo es un sólido reactivo que no seencuentra libre en estado natural, es unamaterial no cristalino y de color rojo, que seusa para la fabricación de fósforos.

• El ácido fosfórico se Usa en la fabricación defósforos.

• El As. es un metaloide que predomina elcaráctermetálico, es un elemento que es un tóxico,ciertos insecticidas y fungicidas agrícolascontienen arsénico.

• El As. es utilizado también en aplicaciones desemiconductores y en láseres.

• El Sb es un elemento quebradizo y escamoso,con lustre metálico, se emplea para aumentar ladureza del plomo para acumuladores deautomóviles, se utiliza en pigmentos de pintura,en esmaltes cerámicos y en agentes de prueba defuego.

• El Bi es el único metal verdadero. Se utiliza enaleaciones como el peltre y aleaciones con bajopunto de fusión que se emplean en fusibleseléctricos y en sistemas rociadores contraincendios, se utiliza también como formulaciónde polvos faciales y cosméticos.

Grupo llamado “Calcógenos”

• O, S, Se, Te, Po.• Aunque todos tienen 6 electrones de valencia, sus

propiedades fluctúan desde metálicos hasta nometálicos conforme aumenta su número atómico.

• El Oxígeno gaseoso es indispensable para la vida, sedesprende CO2 y H2O como productores colateralesconstituye 21% del aire y el 49.5 % de la cortezaterrestre.

• Otra forma alotrópica del oxígeno es el ozono, cuyafórmula es O3. Es más reactivo que el oxígenoordinario y se forma a partir de oxígeno en un arcoeléctrico.

• El S a temperatura ambiente es un sólido amarillopálido que se encuentra libre en estado natural, esimportante en la fabricación de neumáticos decaucho y ácido sulfúrico. Los compuestos de sonimportantes para blanquear frutos y granos.

• El Se su conductividad aumenta con la intensidad de la luz.

• El color rojo del Selenio que imparte al vidrio resulta útil en la fabricación de lentes para señales luminosas de tránsito.

• El Te tiene apariencia metálica pero es un metaloide que predomina la apariencia no metálica. Se emplea en semiconductores y para endurecer las placas de plomo de los acumuladores y el hierro colado.

• El Polonio elemento muy radioactivo muy escamoso que emite radiación alfa y beta su manejo es muy peligroso y sus usos están relacionados con su reactividad. Fue descubierto por Marie Curie, quién le dio el nombre de acuerdo a su natal Polonia.

Grupo llamado “Halógenos”

• F, Cl, Br, I, At.

• Cada átomo de halógeno tiene 7 electrones devalencia, todos los halógenos son diatómicos.

• Los halógenos son diatómicos es decir tienendos átomos por molécula. Los halógenos sondemasiado reactivos para hallarse libres enestado natural.

• El Flúor un gas amarillo pálido y es el elementocon más carácter no metálico de todos.

• Tiene tendencia a ganar electrones (1e) paraformar iones de fluoruro.

• Con el Carbono forma Fluoruro Carbono muynecesarios para el uso de refrigerante, en losacondicionadores de aire.

• Los compuestos de Flúor tienen usos muyvariados, desde la prevención de caries dentalhasta la fabricación de lubricantes.

• El Cloro es un gas amarillo verdoso de olorirritante que reacciona con casi todos loselementos. En concentraciones bajas puedesalvar la vida se lo usa como purificador delagua potable.

El Bromo es el único no metálico que eslíquido a temperatura ambiente, es de colorrojo sangre, desprender vapor rojizo a la vezpicante y tóxico se lo usa en sustancias parala fotografía.

Yodo se sublima esto pasa directamente alestado sólido al de vapor sin pasar por la faselíquida.

Grupo llamado: Gases Nobles.

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

Todos tienen un nivel de energía de electrones más externo totalmente lleno con dos electrones en el caso del Helio y ocho con los demás.

Son inertes, debido a su poca densidad y su carácter metálico no inflamable.

• El He y el Ar se lo usan en la industriametalúrgica.

• Ciertas bombillas luminosas y tubosfluorescentes se llenan con una mezcla deArgón y Nitrógeno.

• Algunos automóviles emplean Ne como lucesde freno y ofrecen faros delanteros llenos deXe que son 80% más brillantes que los farosdelanteros normales.

Son aquellas que varían periódicamente, deuna forma regular y predecible, a lo largo degrupos y periodos del Sistema periódico.

Las principales son: radio atómico, energía deionización, afinidad electrónica,electronegatividad y carácter metálico.

Propiedades

Periódicas

Relaciones de

Tamaño

Relaciones de

Energía

Radio atómico

Radio iónico

Potencial de ionización

Electroafinidad

Electronegatividad

Carácter del

elemento

De acuerdo con la mecánica cuántica unátomo no tiene un radio bien definido.

Solo de una forma aproximada e imprecisase puede considerar al átomo como unaesfera, y por tanto hablar de su “radio”.

Existen diferentes definiciones de radioatómico, cada una de las cuales llevaconsigo un método experimental decálculo.

Se suele medir en nm (10-9 m), Ǻ (10-10) opm (10-12 m).

Puede variar entre 30 o 300 pm, o lo que eslo mismo, entre 0.3 y 3 Ǻ

El tamaño atómico se basa en una distanciamedia entre los electrones externos delnúcleo

Disminuye

Aumenta

Los atómos isoelectrónicos tienen un mísmonúmero de electrones pero diferente númerode protones.

El los isoelectrónicos , el radio disminuye amedida que la carga nuclear positivaaumenta.

En general se necesita más energía para extraer un electrón de un átomo más pequeño; su electrón más externo esta más próximo al núcleo.

Aumenta

Disminuye

Aumenta

Disminuye

Propiedad que combina la energía de ionización yla electroafinidad. Nos informa sobre la tendenciaque tienen los átomos de atraer los electrones delenlace.

Esta propiedad se cuantifica en valores que vandesde 0.7 a 4.0, siendo el flúor el elemento queposee un mayor valor de electronegatividad.

Esta propiedad se relaciona en parte con lacapacidad que poseen los elementos a formarcationes y aniones y al tipo enlace químico queforman entre sí.

Más metálico

Más m

etá

lico