UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA Programa de Ingeniería

AmbientalSanta Marta

2010

QUÍMICA GENERAL

Profesor: RAFAEL S. GUTIÉRREZ CERA Magíster en Ciencias Química Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá

rsgutierrezc@gmail.comrsgutierrezc@unal.edu.co

Celular: 3014648057

TABLA PERIÓDICA

Elementos químicos

Elementos químicos

• Se componen de un sólo tipo de átomos y no pueden descomponerse en sustancias más simples por métodos químicos. Actualmente se conocen 118 elementos.

• Abreviatura química : Símbolo químico del elemento.

• Ordenados en la tabla periódica de los elementos.

TABLA PERIÓDICA

Organización de los elementos químicos de una manera sistemática y organizada

Tabla periódica

1° Lothar Meyer, 1860 (Propiedad de los elementos)

2° D. Mendeleiev, 1905 (pesos atómicos)

3° H. Moseley, 1913 (Números atómicos)

Elementos químicos

Sistemática

Racional

Actual

Historia: La historia de la tabla periódica está

íntimamente relacionada con varias cosas, clave para el desarrollo de la química y la física:

• el descubrimiento de los elementos de la tabla periódica

• el estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos

• la noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico y

• las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.

• Establece que las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de los numero atómicos (Z).

• Propiedades: P. fusión, P.

ebullición, densidad, tamaño atómico, P. ionización, A. electrónica y electronegatividad.

Ley periódica

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La tabla periódica actual• Hay una relación directa entre el último orbital

ocupado por un e– de un átomo y su posición en la tabla periódica y, por tanto, en su reactividad química, fórmula estequiométrica de compuestos que forma...

Se clasifica en cuatro bloques:– Bloque “s”: (A la izquierda de la tabla)– Bloque “p”: (A la derecha de la tabla)– Bloque “d”: (En el centro de la tabla) – Bloque “f”: (En la parte inferior de la tabla)

Tipos de orbitales en la tabla periódica

• p1 p2 p3 p4 p5

p6

• 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

• s1

s2• d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

• f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14

• H • He

Aclaración

Grupos:

• A las columnas verticales de la Tabla Periódica se les conoce como grupos.

• Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia, y por ello, tienen características o propiedades similares entre si. Por ejemplo los elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su último nivel de energía) 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 su último nivel de energía lleno (regla del octeto) y por ello son todos extremadamente no-reactivos

Periodos:

• Las filas horizontales de la Tabla Periódica son llamadas Períodos.

Contrario a como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares.

Todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca de acuerdo a su configuración electrónica.

El primer período solo tiene dos miembros: hidrógeno y helio, ambos tienen solo el orbital 1s

Descripción de la tabla periódica

El fundamento de la tabla periódica es la ley periódica

Período:

Grupo (familia):

fila horizontal; hay 7

columna vertical; hay 18

181716151413

129 10 1187654

1

3

21234

67

5

• Filas horizontales (periodos),

números arábigos:

1, 2, 3,…, 7 o K, L, M, N, O, P y Q.

(Indica niveles de energía)

• Filas verticales (grupos),

números romanos y la letra A o B.

(Indica los electrones de ultimo nivel de energía)

Descripción de la tabla periódica

Clasificación de los elementos químicos

• Elementos representativos

(IA-VIIA) La distribución electrónica ordenada

termina en s o sp

IA Alcalinos s1

IIA Alcalinotérreos s2

IIIA Grupo del aluminio s2p1

IVA Carbonoides s2p2

VA Nitrogenoides s2p3

VIA Anfígenos s2p4

VIIA Halógenos s2p5

Gases nobles (VIIIA)

• La distribución electrónica ordenada

termina en s2p6 (completa), excepto el He (s2)

Elementos de transición (IB-VIIIB)• La distribución electrónica

ordenada terminan en ds

Elementos de transición interna

• Serie lantánida (58-71)

Su distribución electrónica ordenada, termina en 4f o 6s. Periodo 6 y grupo IIIB.

• Serie actínida (90-103)

Su distribución electrónica ordenada, termina en 5f o 7f.

Periodo 7 y grupo IIIB

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Propiedades importantes de los elementos en la tabla periódica

• Tamaño átomico• Energía de ionización.• Afinidad electrónica.• Electronegatividad• Carácter metálico.

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Aumento del tamaño atómico

Esquema de variación del tamaño atómico

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Energía de ionización (EI)

• “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.

• La EI de los gases nobles, al igual que la

2ª EI en los metales alcalinos, es enorme.

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Esquema de variación de la energía de ionización (EI).

Aumento en la Energía de ionización

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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).

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Esquema de variación de la afinidad electrónica (AE).

Aumento en la afinidad electrónica

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Electronegatividad ( )y carácter metálico

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

• mide la tendencia de un átomo 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.

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Aumento de

Esquema de variación de la electronegatividad

Graciaspor su

atención