Centro Universitario Regional del Litoral Pacifico

Catedra: Química General

Tema: Tabla Periódica

Catedrática: Lizeth Zuniga Calderón

Presentado por:

Karla María López 20142300056

Wendy Dominguez 20152300077

Yuri Daniela Betancourt 20142300192

Elías Andrés Pineda 20141006255

Densis Jafet Cruz 20141005733

Sección: 1401

Choluteca, Choluteca 09 de marzo del 2015

Introducción.

Universidad Nacional Autónoma de Honduras

La tabla periódica constituye una de las herramientas fundamentales  para establecer las relaciones existentes entre las propiedades de los elementos químicos. Su sistema claro y sencillo resulta eficaz para organizar la vasta y compleja información química.

La tabla periódica tiene un sólido fundamento científico que es la Ley Periódica, la cual en su enunciado actual establece que "las propiedades de los elementos químicos son una función periódica de su número atómico", lo que significa que cuando se ordenan los elementos por sus números atómicos en forma ascendente, aparecen grupos de ellos con propiedades químicas similares y propiedades físicas que varían periódicamente.

La periodicidad se manifiesta por la aparición de propiedades similares que se repiten en determinados grupos de elementos.

La tabla periódica se obtiene cuando los elementos se ordenan de menor a mayor número atómico haciendo filas horizontales, de modo que todos los elementos con características químicas semejantes o sea pertenecientes a una misma familia quedan colocados en una misma columna con sentido vertical.

 

Objetivos.

Objetivo general: Proponer una estrategia didáctica para el proceso de enseñanza aprendizaje de la

química, específicamente en el tema de tabla periódica en alumnos del nivel superior.

Objetivos específicos: Aprender la composición de los diferentes tipos de elementos químicos que existen

y las cuales usamos a diario y leemos en variedades de productos que utilizamos. Observar y conocer en forma cualitativa las propiedades físicas de los elementos.

Historia de la tabla periódica

Desde la antigüedad, los hombres se han preguntado de qué están hechas las cosas. El primero del que tenemos noticias fue un pensador griego, Tales de Mileto, quien en el siglo VII antes de Cristo, afirmó que todo estaba constituido a partir de agua, que enrareciéndose o solidificándose formaba todas las sustancias conocidas. Con posterioridad, otros pensadores griegos supusieron que la sustancia primigenia era otra. Así, Anaxímenes, en al siglo VI a. C. creía que era el aire y Heráclito el fuego.

En el siglo V, Empédocles reunió las teorías de sus predecesores y propuso no una, sino cuatro sustancias primordiales, los cuatro elementos: Aire, agua, tierra y fuego. La unión de estos cuatro elementos, en distinta proporción, daba lugar a la vasta variedad de sustancias distintas que se presentan en la naturaleza.

Aristóteles, añadió a estos cuatro elementos un quinto: el quinto elemento, el éter o quintaesencia, que formaba las estrellas, mientras que los otros cuatro formaban las sustancias terrestres. Tras la muerte de Aristóteles, gracias a las conquistas de Alejandro Magno, sus ideas se propagaron por todo el mundo conocido, desde España, en occidente, hasta la India, en el oriente. La mezcla de las teorías de Aristóteles con los conocimientos prácticos de los pueblos conquistados hicieron surgir una nueva idea: La alquimia.

Cuando se fundían ciertas piedras con carbón, las piedras se convertían en metales, al calentar arena y caliza se formaba vidrio y similarmente muchas sustancias se transformaban en otras. Los alquimistas suponían que puesto que todas las sustancias estaban formadas por los cuatro elementos de Empédocles, se podría, a partir de cualquier sustancia, cambiar su composición y convertirla en oro, el más valioso de los metales de la antigüedad. Durante siglos, los alquimistas intentaron encontrar, evidentemente en vano, una sustancia, la piedra filosofal, que transformaba las sustancias que tocaba en oro, y a la que atribuían propiedades maravillosas y mágicas.

Las conquistas árabes del siglo VII y VIII pusieron en contacto a éste pueblo con las ideas alquimistas, que adoptaron y expandieron por el mundo, y cuando Europa, tras la caída del imperio romano cayó en la incultura, fueron los árabes, gracias a sus conquistas en España e Italia, los que difundieron en ella la cultura clásica. El más importante alquimista árabe fue Yabir (también conocido como Geber) funcionario de Harún al-Raschid (el califa de Las mil y una noches) y de su visir Jafar (el conocido malvado de la película de Disney). Geber añadió dos nuevos elementos a la lista: el mercurio y el azufre. La mezcla de ambos, en distintas proporciones, originaba todos los metales. Fueron los árabes los que llamaron a la piedra filosofal al-iksir y de ahí deriva la palabra elixir.

Aunque los esfuerzos de los alquimistas eran vanos, su trabajo no lo fue. Descubrieron el antimonio, el bismuto, el zinc, los, ácidos fuertes, las bases o álcalis (palabra que también deriva del árabe), y cientos de compuestos químicos. El último gran alquimista, en el siglo

XVI, Theophrastus Bombastus von Hohenheim, más conocido como Paracelso, natural de suiza, introdujo un nuevo elemento, la sal.

Robert Boyle, en el siglo XVII, desechó todas las ideas de los elementos alquímicos y definió los elementos químicos como aquellas sustancias que no podían ser descompuestas en otras más simples. Fue la primera definición moderna y válida de elemento y el nacimiento de una nueva ciencia: La Química. Durante los siglos siguientes, los químicos, olvidados ya de las ideas alquimistas y aplicando el método científico, descubrieron nuevos e importantes principios químicos, las leyes que gobiernan las transformaciones químicos y sus principios fundamentales. Al mismo tiempo, se descubrían nuevos elementos químicos.

Apenas iniciado el siglo XIX, Dalton, recordando las ideas de un filósofo griego, Demócrito, propuso la teoría atómica, según la cual, cada elemento estaba formado un tipo especial de átomo, de forma que todos los átomos de un elemento eran iguales entre sí, en tamaño, forma y peso, y distinto de los átomos de los distintos elementos. Fue el comienzo de la formulación y nomenclatura Química, que ya había avanzado a finales del siglo XVIII Lavoisier.

Conocer las propiedades de los átomos, y en especial su peso, se transformó en la tarea fundamental de la química y, gracias a las ideas de Avogadro y Cannizaro, durante la primera mitad del siglo XIX, gran parte de la labor química consistió en determinar los pesos de los átomos y las formulas químicas de muchos compuestos.

Al mismo tiempo, se iban descubriendo más y más elementos. En la década de 1860 se conocían más de 60 elementos, y saber las propiedades de todos ellos, era imposible para cualquier químico, pero muy importante para poder realizar su trabajo. Ya en 1829, un químico alemán, Döbereiner, se percató que algunos elementos debían guardar cierto orden. Así, el calcio, estroncio y bario formaban compuestos de composición similar y con propiedades similares, de forma que las propiedades del estroncio eran intermedias entre las del calcio y las del bario. Otro tanto ocurría con el azufre, selenio y teluro (las propiedades del selenio eran intermedias entre las del azufre y el teluro) y con el cloro, bromo y iodo (en este caso, el elemento intermedio era el bromo). Es lo que se conoce como tríadas de Döbereiner. Las ideas de Döbereiner cayeron en el olvido, aunque muchos químicos intentaron buscar una relación entre las propiedades de los elementos.

En 1864, un químico inglés, Newlands, descubrió que al ordenar los elementos según su peso atómico, el octavo elemento tenía propiedades similares al primero, el noveno al segundo y así sucesivamente, cada ocho elementos, las propiedades se repetían, lo denominó ley de las octavas, recordando los periodos musicales. Pero las octavas de Newlands no se cumplían siempre, tras las primeras octavas la ley dejaba de cumplirse.

En 1870, el químico alemán Meyer estudió los elementos de forma gráfica, representando el volumen de cada átomo en función de su peso, obteniendo una gráfica en ondas cada vez mayores, los elementos en posiciones similares de la onda, tenían propiedades similares, pero las ondas cada vez eran mayores e integraban a más elementos. Fue el descubrimiento de la ley periódica, pero llegó un año demasiado tarde. En 1869, Mendeleyev publicó su

tabla periódica. Había ordenado los elementos siguiendo su peso atómico, como lo hizo Newlands antes que él, pero tuvo tres ideas geniales: no mantuvo fijo el periodo de repetición de propiedades, sino que lo amplió conforme aumentaba el peso atómico (igual que se ampliaba la anchura de la gráfica de Meyer). Invirtió el orden de algunos elementos para que cuadraran sus propiedades con las de los elementos adyacentes, y dejó huecos, indicando que correspondían a elementos aún no descubiertos.

En tres de los huecos, predijo las propiedades de los elementos que habrían de descubrirse (denominándolos ekaboro, ekaaluminio y ekasilicio), cuando años más tarde se descubrieron el escandio, el galio y el germanio, cuyas propiedades se correspondían con las predichas por Mendeleyev, y se descubrió un nuevo grupo de elementos (los gases nobles) que encontró acomodo en la tabla de Mendeleyev, se puso de manifiesto no sólo la veracidad de la ley periódica, sino la importancia y utilidad de la tabla periódica.

Clasificación de la tabla periódica

 

"Los elementos están acomodados en orden de sus número atómicos crecientes y los que tienen propiedades químicas similares se encuentran en intervalos definidos."

La tabla periódica está clasificado en grupos y periodos 

Grupos

A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos o familias. 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.

Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica,

entendido como el número de electrones en la última capa, y por ello, tienen propiedades

similares entre sí.

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

grupo poseen configuraciones electrónicas similares y la misma valencia atómica, o número

de electrones en la última capa. Dado que las propiedades químicas dependen

profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más

externos, los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares.

Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una configuración electrónica ns1 y una

valencia de 1 (un electrón externo) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse

como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases

nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son

excepcionalmente no reactivos y son también llamados gases inertes.

Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última

recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 y entre

paréntesis según el sistema estadounidense,8 los grupos de la tabla periódica son:

Grupo 1 (I A): los metales

alcalinos

Grupo 2 (II A): los

metales alcalinotérreos.

Grupo 3 (III B): familia

del Escandio (tierras

raras yactinidos).

Grupo 4 (IV B): familia

del Titanio.

Grupo 5 (V B): familia

del Vanadio.

Grupo 6 (VI B): familia

del Cromo.

Grupo 7 (VII B):

familia

del Manganeso.

Grupo 8 (VIII B):

familia del Hierro.

Grupo 9 (VIII B):

familia

del Cobalto.

Grupo 10 (VIII

B): familia

del Níquel.

Grupo 11 (I B):

familia del Cobre.

Grupo 12 (II B):

familia del Zinc.

Grupo 13 (III A):

los térreos.

Grupo 14 (IV A):

los carbonoideos.

Grupo 15 (V A):

los nitrogenoideos .

Grupo 16 (VI A): los

calcógenos

o anfígenos.

Grupo 17 (VII A):

los halógenos.

Grupo 18 (VIII A):

los gases nobles.

Periodos

Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. El número de niveles energéticos de un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintos subniveles, que conforme aumenta su número atómico se van llenando en este orden:

Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica y da forma a la tabla periódica. Los electrones situados en niveles más externos determinan en gran medida las propiedades químicas, por lo que éstas tienden a ser similares dentro de un mismo grupo, sin embargo la masa atómica varía considerablemente incluso entre elementos adyacentes. Al contrario, dos elementos adyacentes de mismo periodo tienen una masa similar, pero propiedades químicas diferentes.

La tabla periódica consta de 7 períodos:Período 1Período 2Período 3Período 4Período 5Período 6Período 7

 

Familias, bloques y clases de elementos en la tabla periódica.

CLASES: Se distinguen 4 clases en la tabla periódica:

ELEMENTOS REPRESENTATIVOS:

Están formados por los elementos de los grupos "A".

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN: Elementos de los grupos "B", excepto lantánidos y actínidos.

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA:

Lantánidos y actínidos.

GASES NOBLES: Elementos del grupo VIII A (18)

FAMILIAS: Están formadas por los elementos representativos (grupos "A") y son:

GRUPO FAMILIA

I A Metales alcalinos

II AMetales alcalinotérreos

III A Familia del boro

IV AFamilia del carbono

V AFamilia del nitrógeno

VI A Calcógenos

VII A Halógenos

VIII A Gases nobles

BLOQUES: Es un arreglo de los elementos de acuerdo con el último subnivel que se forma.

BLOQUE "s"

GRUPOS IA Y IIA

BLOQUE "p"

GRUPOS III A al VIII A

BLOQUE "d"

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN

BLOQUE "f"

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA

Relación de la tabla periódica con la configuración electrónica.

 

Periodo Representa el nivel de energía más externo

Bloque Representa el último subnivel que se está llenando.

Número de grupo

Representa los electrones de valencia.(para los representativos)

Elementos de grupos "B"

Tienen 2 electrones de valencia

Elementos de Transición

Los elementos de transición son aquellos que tienen la subcapa d o f parcialmente llena en cualquier estado de oxidación común. El término "elementos de transición" se refiere más comúnmente a los elementos de transición del bloque d. Los elementos 2B, zinc, cadmio y mercurio no cumplen estrictamente las características que los definen, pero normalmente se incluye con los elementos de transición, debido a sus propiedades similares. Los elementos de transición del bloque f son a veces conocidos como "elementos de transición interna". La primera fila de ellos se llama lantánidos o tierras raras. La segunda fila se compone de los actínidos. Todos los actínidos son radiactivos y los que están por encima de Z=92 están hechos por el hombre en los reactores nucleares o aceleradores.

Las propiedades generales de los elementos de transición son:

1. Por lo general son metales de alto punto de fusión.2. Tienen varios estados de oxidación.3. Generalmente forman compuestos coloreados.4. A menudo son paramagnéticos

Los elementos de transición incluyen los importantes metales hierro, cobre y plata. El hierro y el titanio son los elementos de transición más abundantes. Muchos catalizadores para las reacciones industriales implican elementos de transición.

Tamaño atómico

El tamaño atómico o radio atómico es una propiedad periódica de los elementos, que es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos iguales. En la tabla periódica a mayor periodo mayor tamaño atómico, y disminuye entre más electrones de valencia tenga el elemento, es decir; para abajo aumenta y para la izquierda disminuye.El neutrón es una partícula sin carga neta, presente en el núcleo atómico prácticamente todos los átomos. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo, y un quark de tipo arriba.

El electrón, comúnmente representado por el símbolo: e−, es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones

El número atómico es el número entero positivo que es igual al número total de protones en el núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z (del alemán: Zahl, que quiere decir número). El número atómico es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear.En un átomo eléctricamente neutro (sin carga eléctrica neta) el número de electrones ha de ser igual al de protones. De este modo, el número atómico también indica el número de electrones y define la configuración electrónica de los átomos.

Ejemplos de isótopos radiactivos naturales• Uranio 235U y 238U• Torio 234Th y 232Th• Radio 226Ra y 228Ra• Carbono 14C• Tritio 3H• Radón 222Rn• Potasio 40K• Polonio 210Po

Propiedades periódicas

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 en la tablaTal 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, cuál va a ser el comportamiento químico de un elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera, de sus propiedades periódicas.

Principales propiedades periódicasHay 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 o perder para el octete.

Otras propiedades periódicasPodemos enumerar

  - Volumen atómico                           - Radio iónico                                  - Radio atómico

  - Densidad                                       - Calor específico                             - Calor de vaporización

  - Punto de ebullición                         - Punto de fusión                             - Valencia covalente

  - Carácter oxidante o reductor         

Valencias

Número de oxidación

    El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado. 

    El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.

    El número de oxidación se escribe en números romanos (recuérdalo cuando veamos la nomenclatura de Stock): +I, +II, +III, +IV, -I, -II, -III, -IV, etc. Pero en esta página también usaremos caracteres arábigos para referirnos a ellos: +1, +2, +3, +4, -1, -2, -3, -4 etc., lo que nos facilitará los cálculos al tratarlos como números enteros.

    En los iones monoatómicos la carga eléctrica coincide con el número de oxidación. Cuando nos refiramos al número de oxidación el signo + o - lo escribiremos a la izquierda del número, como en los números enteros. Por otra parte la carga de los iones, o número de carga,  se debe escribir con el signo a la derecha del dígito: Ca2+ ion calcio (2+), CO3

2- ion carbonato (2- ).

    ¿Será tan complicado saber cuál es el número de oxidación que le corresponde a cada átomo? Pues no, basta con conocer el número de oxidación de los elementos que tienen un único número de oxidación, que son pocos, y es muy fácil deducirlo a partir de las configuraciones electrónicas. Estos números de oxidación aparecen en la tabla siguiente. Los números de oxidación de los demás elementos los deduciremos de las fórmulas o nos los indicarán en el nombre del compuesto, así de fácil.

La capacidad de combinación o valencia de los elementos se concreta en el número de oxidación. El número de oxidación de un elemento es el número de electrones que gana, cede o comparte cuando se une con otro u otros elementos. Puede ser positivo, negativo o nulo.

Es interesante observar que, ocasionalmente, un mismo elemento puede actuar con distintos números de oxidación según el compuesto del que forme parte.

El número de oxidación está íntimamente relacionado con la configuración electrónica. Por tanto, es razonable la periodicidad que se observa en el número de oxidación de los elementos. En el sistema periódico se puede resumir:

En un mismo grupo, los elementos suelen presentar números de oxidación comunes. El número de oxidación más alto que presenta un elemento coincide con el número

del grupo al que pertenece (desde 1 hasta 7).Por ejemplo:

Los elementos del grupo 1 (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) tienen número de oxidación +1. Los elementos del grupo 2 (Be, Mg, Ca, Sr...) tienen número de oxidación +2. Los elementos del grupo 4 (C, Si, Ge, Sn, Pb...) tienen varios números de oxidación,

pero el más alto es +4

 

Los metales tienen números de oxidación positivos. Los no metales los pueden tener tanto positivos como negativos.

Observa que los metales de los grupos 1, 2 y 3 tienen estados de oxidación que coinciden con el número del grupo.

Los metales de los grupos 4, 5, 6 y 7 tienen varios números de oxidación pero, como mínimo, presentan el número de oxidación del grupo.

Desde el grupo 14 al 17 podemos saber el número de oxidación negativo que presentan sus elementos si restamos 18 al número de su grupo. Por ejemplo, para el grupo 15 sería 15 - 18 = 3-.

Conclusión

La tabla periódica se ha vuelto tan familiar que forma parte del material didáctico para cualquier estudiante, más aún para estudiantes de química, medicina e ingeniería. De la tabla periódica se obtiene información necesaria del elemento químico, en cuanto se refiere a su estructura interna y propiedades, ya sean físicas o químicas

Es por ello que invitamos a usted a dar una lectura al presente trabajo, con el motivo que se entere de los diferentes comportamientos que tienen los elementos y compuestos químicos en procesos de laboratorio, e incluso, que suceden en la vida real.

Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3dica_de_los_elementos

http://definicion.de/tabla-periodica/

http://genesis.uag.mx/edmedia/material/qino/T4.cfm

http://www.bioygeo.info/pdf/TP_valencias.pdf

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/tablaperiodicatexto.htm

http://html.rincondelvago.com/historia-de-la-tabla-periodica.html