Ingeniería IndustrialLic. Jason Rodríguez Retana

Desarrollo de la Tabla Periódica de los Elementos

Desarrollo de la Tabla Periódica

I. En 1864, el químico ingles John Newlands observó que cuando los elementos se ordenabansegún sus masas atómicas cada octavo elemento mostraba semejanzas similares.

I. Newlands llamó a esta relación como ¨Ley de las octavas¨

I. En 1869, el químico ruso Dimitri Mandeleev y el químico alemán Lothar Meyer propusieron demanera independiente una disposición en tablas mucho más amplia para los elementos, basadaen la repetición periódica y regular de sus propiedades.

Clasificación Periódica de los Elementos

De acuerdo al tipo de subnivel que se ha llenado, los elementos se dividen encategorías: los elementos representativos, los gases nobles, los elementos detransición (metales de transición), los lantánidos y los actínidos (elementos detransición interna).

Los elementos Representativos, son los elementos del grupo 1A al 7A, los cualestienen incompleto los subniveles s o p del máximo número principal, excepto losgases nobles.

Su configuración electrónica es 1s2

Solamente para el He es ns2, np6

Clasificación Periódica de los Elementos

los lantánidos y los actínidos, algunas veces se denominan elementos detransición del bloque f porque su subnivel f está incompleto.

La reactividad química de los elementos está determinada en gran parte por suselectrones de valencia.

Para los elementos representativos, los electrones de valencia son los queocupan el más alto nivel de energía.

Todos los electrones que no son de valencia en un átomo recibe el nombre deelectrones internos.

Representación de los elementos libres en las ecuaciones químicas

Las fórmulas empíricas son las fórmulas que representan a los elementos en la tablaperiódica.

Para los no metales, no existe un a regla única, por ejemplo el Carbono existe como unared tridimensional de átomos.

Todos los gases nobles son especies monoatómicas, por lo que utilizamos sus símbolosHe, Ne, Ar, Kr, Xe Y Rn.

Los metaloides, lo mismo que los metales, tienen redes complejas tridimensionales y serepresentan también con sus fórmulas empíricas (B, Si, Ge).

Configuración Electrónica de Cationes y Aniones

Se deben agrupar en dos categorías: iones derivados de los elementos representativos y cationes derivadosde los elementos de transición.

Iones derivados de los elementos representativos: los elementos representativos tienen la configuraciónelectrónica externa de un gas noble.

En la formación de un catión a partir de un átomo neutro de un elemento representativo, se pierden uno omás electrones del nivel n más alto ocupado.

En la formación de un anión se agregan uno o más electrones al nivel n más alto, que está parcialmentelleno.

Iones Derivados de los Elementos Representativos

Los iones formados a partir de los átomos de casi todos los elementos representativos tienen laconfiguración electrónica externa de un gas noble (ns2, np6 ).

En la formación de un catión a partir de un átomo neutro de un elemento representativo, se pierdeuno o más electrones del nivel n más alto.

En la formación de un anión se agregan uno o más electrones al nivel n más alto, que estáparcialmente lleno.

Formación de un catión a partir de un átomo neutro

Na: (Ne) 3S1 Na+: (Ne)

Ca: (Ar) 4s2 Ca2+: (Ar)

Al: (Ne) 3s2 3p1 Al3+: (Ne)

Formación de aniones a partir de un átomo neutro

Observe que F- Na+ y Ne, lo mismo que Al3+, O2- y N3- cuentan con la misma configuración electrónica, se dice que son isoeléctricos, porque tienen igual número de electrones

H: 1s1 H- : 1s2 o (He)

F: 1s2 2S22p5 F- : 1s2 2S22p6 (Ne)

O: 1s22s22p4 O2-: 1s22s22p6 ( Ne)

N: 1s22s22p3 N3- : 1s22s22p6 (Ne)

Variaciones Periódicas de las Propiedades Físicas

La configuración electrónica de los elementos señala una variación periódica al aumentar elnúmero atómico.

Dentro de estas tenemos:

I. Carga Nuclear efectiva.

II. Radio Atómico.

III. Radio Iónico.

Variaciones de las propiedades físicas a lo largo de un periodo

Dentro de estas tenemos:

1. Energía de Ionización.

2. Afinidad Electrónica.

Variaciones de las propiedades químicas de los elementos representativos

I. La energía de ionización ayuda a los químicos a entender los tipos derelaciones en las que participan los elementos, así como la naturaleza delos compuestos que forman.

I. Estas dos medidas se relacionan de manera sencilla: la energía deionización mide la atracción de un átomo por sus propios electrones, entanto que la afinidad electrónica, expresa la atracción de un átomo porun electrón adicional

Tendencia General de las Propiedades Químicas

Relaciones diagonales: son las semejanzas entre pares de elementos de diferentesgrupos y periodos de la Tabla Periódica.

I A II A III A IV A

Li Be B C

Na Mg Al Si

Características de Elementos y Grupos de la Tabla Periódica

I. Hidrógeno.

II. Elementos del grupo I A.

III. Elementos del grupo II A.

IV. Elementos del grupo III A.

V. Elementos del grupo IV A.

VI. Elementos del Grupo V A.

VII. Elementos del Grupo VI A.

VIII. Elementos del Grupo VII A.

IX. Elementos del Grupo VIII A.

Elementos de Transición

Casi todos los elementos son metales típicos, de elevada dureza, con puntos defusión y ebullición altos.

Buenos conductores tanto del calor como de la electricidad.

• Sus combinaciones son fuertemente coloreadas y paramagnéticas

• Sus potenciales normales suelen ser menos negativos que los de los metales representativos,estando entre ellos los llamados metales nobles.

• Pueden formar aleaciones entre ellos.

• Son en general buenos catalizadores.

• Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio)

• Forman complejos iónicos.

Elementos de Transición Interna

Los elementos de transición interna o elementos del bloque f (por tener sus electrones de valencia en el orbital f) son dos series.

comenzando a partir del elemento lantano y la otra a partir del actinio, y por eso a los elementos de estas series se les llama lantánidos y actínidos.

Metaloides

Semiconductores de la electricidad, la conducen solo en un sentido

Estado sólido a temperatura ambiente

La mayoría brilla como los metales

Malos conductores del calor

Cuando reaccionan con metales, se comportan como NO metales, y cuando reaccionan con NO metales, se comportan como metales