Tabla

TABLA PERIÓDICA DE LOS

ELEMENTOS QUÍMICOSUNI – 2009-2

Tabla periódica

• La Tabla Periódica moderna es una sucesión ordenada de los elementos en función creciente a su número atómico, aflorando una periodicidad regular de los elementos, desde los de mayor carácter metálico a la izquierda hasta los de mayor carácter no metálico a la derecha, para terminar en los gases nobles de gran estabilidad química.

Johann Döbereiner-1829

1780 - 1849

Si los elementos de propiedades parecidas se

agrupan en grupos de tres elementos por orden

creciente de su “peso atómico” , se observa una

regularidad , que el peso atómico del elemento

central es aproximadamente la semisuma de los

pesos atómicos extremos.Algunas triadas de Dobereiner:

Li, Na, K P. at: 7 39+7 39

2Cl, Br, I

Ca, Sr, Ba

John Newlands

1838 - 1898

Ley de las Octavas

En 1863 propuso que los elementos se ordenaran

en “octavas”, ya que observó, tras ordenar los

elementos según el aumento de su “peso

atómico” creciente, que ciertas propiedades se

repetían cada ocho elementos, como se repite la

octava nota de la escala musical. Do re mi fa sol la si do

• En 1869, Mendeleev publicó su tabla periódica. Había ordenado los elementos siguiendo su “peso atómico” creciente, como lo hizo Newlands antes que él; pero teniendo en cuenta además las propiedades químicas (fórmula de los óxidos)

• Invirtió el orden de algunos elementos para que coincidieran sus propiedades con las de los elementos adyacentes.

• Dejó huecos, indicando que correspondían a elementos aún no descubiertos.

La Tabla Periódica de Mendeleev

Mendelevio

La Tabla Periódica de Mendeleev

PROPIEDADES DEL GERMANIO PREDECIDO Y OBSERVADO

PropiedadesPredecido

Eka-silicio(1871)

Observado

Germanio(1886)

Masa atómica (u)

Densidad, g/mL

Color

Densidad del óxido, g/ml

Pto de ebulli. del Cloruro

Densidad del cloruro, g/ml

72

5,5

Gris oscuro

EsO2 : 4,7

EsCl4 :Menor de 100 °C

EsCl4 : 1,9

72,6

5,47

Gris claro

GeO2: 4,703

GeCl4: 86 °C

GeCl4:1,887

Lothar Meyer

1830 - 1895

Al mismo tiempo que

Mendeleeiev, Meyer publicó su

propia Tabla Periódica con los

elementos ordenados de menor

a mayor peso atómico, teniendo

en cuenta las propiedades

físicas de los elementos, tal

como el volumen atómico,

relacionado con la densidad.

La Tabla Periódica de Meyer• Meyer ordenó a los elementos según el peso atómico

creciente, observando que el volumen atómico crecía periódicamente. Meyer, al igual que Mendeleev dejó espacios vacios para elementos aun no descubiertos

Masa atómica

Vol

umen

ató

mic

o m

olar

, cm

3 .mol

-1

Elementos conocidos en esa época

Tras el descubrimiento de estos tres elementos (Sc, Ga, Ge)

entre 1874 y 1885, que demostraron la gran exactitud de

las predicciones de Mendeleiev, su Tabla Periódica fué

aceptada por la comunidad científica.

Contribuciones de Mendeleev:• Diseñó la primera tabla de divulgación en la comunidad científica•Enunció la ley periódica de los elementos: las propiedades de los elementos son función creciente de su peso atómico.•Demostró la periodicidad de las propiedades al predecir las propiedades de elementos aun no descubiertos hasta ese momento.•Corrigió algunos pesos atómicos de los elementos.

Henry Moseley

1887 - 1915

En 1913, mediante estudios de rayos X,

determinó la carga nuclear (número atómico)

de los elementos. Reagrupó los elementos

en orden creciente de número atómico (ley

periódica)

Ley Periódica Moderna (H. Moseley – 1913)

• Moseley fue capaz de establecer una correlación entre las frecuencias de lo rayos X y los números equivalentes a las cargas de los núcleos que correspondían a las posiciones de los elementos en la tabla periódica de Medeleev.

• Ejemplo: El aluminio era el 13avo elemento de la tabla periódica de Mendeleev, le asignó el número atómico 13

• Ecuación de Moseley: = a Z + b• Predijo con ésta relación 3 nuevos elementos de

Z = 43, 61 y 75 que fueron descubiertos años más tarde.

Las propiedades semejantes se repiten periódicamente cuando los elementos se organizan según el orden creciente

de sus números atómicos (Ley periódica moderna)

La “Geografía” de la Tabla Periódica

TABLA PERIÓDICA MODERNA

1 A

2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A

8 A

3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 B 1 B 2 B 8 B

El conjunto de elementos que ocupan una fila horizontal se denomina PERIODOPERIODO. En un periodo se observa una variación gradual de las propiedades de los elementos desde los de gran caracter metálico a la izquierda hasta los no gran caracter no metálico a la derecha, para terminar finalmente en los gases nobles.

¿Qué es un periodo?¿Qué es un periodo? Es el mayor nivel de la configuración electrónicaEs el mayor nivel de la configuración electrónica

Los elementos se clasifican por bloques de acuerdo a su configuración terminal

S pds

METALES DE TRANSICIÓN INTERNAf

METALES DE

TRANSICIÓN

ELEMENTOS REPRESENTATIVOS

• Salvo el Tecnecio y el Prometio, todos los elementos de la tabla periódica hasta el uranio, se encuentran en la naturaleza.

• Los elementos transuránidos, así como el tecnecio y el prometio, son elementos artificiales, que no se hallan en la naturaleza, y han sido obtenidos por el hombre

Las columnas verticales de la Tabla Periódica se

denominan GRUPOS (FAMILIASFAMILIAS)

Los elementos que conforman un mismo

GRUPO debieran presentar propiedades y

químicas similares. Los grupos se

determinan por la suma de todos los

electrones del mayor nivel de energía,

más los electrones del subnivel “d”,

cuando tiene menos de diez. Si la suma

anterior es más de 8, se consideran sólo 8

electrones de valencia.

¿Qué es un grupo?

Glenn T. Seaborg

Es la única persona que ha tenido un elemento

que lleva su nombre en vida.

1912 - 1999

“Este es el mayor honor que he

tenido, quizas mejor, para mí, que el

haber ganado el Premio Nobel”

La “Geografía” de la Tabla Periódica

s1

s2

d1 d2 d3 d4 d5 d6d7 d8 d9 d10

p1 p2 p3 p4 p5

p6

Los elementos del mismo GRUPO, por lo

general tienen la misma configuración

electrónica del último nivel energético.

11

IAIA22

IIAIIA

33

IIIBIIIB

55

VBVB

66

VIBVIB

77

VIIBVIIB

99

VIIIBVIIIB

1111

IBIB

1212

IIBIIB

1818

VIIIAVIIIA1717

VIIAVIIA

1616

VIAVIA

1515

VAVA

1414

IVAIVA

1313

IIIAIIIA

44

IVBIVB

M E T A L E S

NO

META

LES

GA

SE

S N

OB

LE

SG

AS

ES

NO

BL

ES

SEM

IME

TA

LES

Agrupaciones notablesAgrupaciones notables

METALES DE TRANSICIÓN INTERNA

Un elemento se considera metálico cuando presente tendencia a presente tendencia a formar cationes.formar cationes. Es decir, los metales presentan bajos potenciales de ionización.

Un no metal es todo elemento que difícilmente cede electronesdifícilmente cede electrones y si tiene tendencia a ganarlos, presentan elevadas afinidades electrónicas y electronegatividades.

Los gases nobles son químicamente estables y no tienen carácter metálico ni no metálico

Los semimetales no tienen muy definido su carácter, se sitúan bordeando la divisoria, y presentan propiedades de metal y/o de no metal.

Características de la clasificación general de los elementos por sus propiedades

Carácter metálico.• Es la tendencia de los elementos a formar cationes• Los elementos de mayor carácter metálico son los de menor

potencial de ionización y electronegatividad• Los metales presentan brillo metálico, elevadas densidades,

buenos conductores del calor y electricidad, son dúctiles, maleables, son sólidos a temperatura ambiente (25OC) y presenta colores en tonalidades de gris, excepto el oro y el cobre.

Carácter no metálico.•Es una magnitud relacionada con la afinidad electrónica y por tanto, la tendencia a formar aniones.•Lógicamente, los elementos de mayor afinidad electrónica son los que mayor carácter no metálico.• Exiben colores variados, son pésimos conductores del calor y la electricidad, presentan bajas densidades, son frágiles y suelen presentarse en formas poliatómicas y/o alotrópicas.

Semimetales o metaloides

B

Si

Ge As

Sb Te

Po At

Metales alcalinos

Metales Alcalino-Térreos

Elementos de Transición

Halógenos

Gases Nobles

Lantánidos y Actinidos (Elementos de Transición interna)

Elementos Representativos

Elementos Representativos

Metales alcalinos

• El nombre de esta familia proviene de la palabra árabe álcalis, que significa cenizas.

• Al reaccionar con agua, estos metales forman hidróxidos, que son compuestos que antes se llamaban álcalis.

• Son metales blandos, se cortan con facilidad.

• Los metales alcalinos son de baja densidad

• Estos metales son los más activos químicamente, reaccionan violentamente con el agua, y rápidamente con el oxígeno. • No se encuentran en estado libre en la naturaleza, sino en forma de compuestos, generalmente sales . Ejemplos:

El NaCl (cloruro de sodio) es el compuesto mas abundante en el agua del mar.

El KNO3 (nitrato de potasio) es el salitre.

nsns11

11

IAIA

Metales alcalinotérreos

• Se les llama alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus óxidos

• Sus densidades son bajas, pero son algo mas elevadas que la de los metales alcalinos

• Son menos reactivos que los metales alcalinos

• No existen en estado natural, por ser demasiado activos y, generalmente, se presentan formando silicatos, carbonatos, cloruros y sulfatos

nsns22

22

IIAIIA

Metales de transición

33

IIIBIIIB

55

VBVB

66

VIBVIB

77

VIIBVIIB

99

VIIIBVIIIB

1111

IBIB

1212

IIBIIB

44

IVBIVB

•TODOS SON METALES TÍPICOS; POSEEN UN LUSTRE METÁLICO CARACTERÍSTICO Y SON BUENOS CONDUCTORES DEL CALOR Y DE LA

ELECTRICIDAD

• LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ELEMENTOS DE TRANSICIÓN CUBREN UNA AMPLIA GAMA Y EXPLICAN LA MULTITUD DE USOS PARA LOS CUÁLES SE APLICAN

Metales de transición internos

Estos elementos se

llaman también tierras

raras.

Halógenos

• Rara vez aparecen libres en la naturaleza, se encuentran principalmente en forma de sales disueltas en el agua del mar.

• El estado físico de los halógenos en condiciones ambientales normales oscila entre el gaseoso del flúor y el cloro y el sólido del yodo y el astato; el bromo, por su parte, es líquido a temperatura ambiente (25OC)

npnp55

1717

VIIAVIIA

Gases Nobles

• Son químicamente estables lo que significa que no reaccionan frente a otros elementos químicos. Por ejemplo, el helio, neón y argón son realmente inertes, pero ya se han sintetizado compuestos del kripton, xenón y radón.

• En condiciones normales se presentan siempre en estado gaseoso.

•Son monoatómicos

•Se encuentran en la atmósfera, excepto el radón.

1818

VIIIAVIIIA

Familia del Boro

1313

IIIAIIIA

Familia del Carbono

1414

IVAIVA

Familia del Nitrógeno

1515

VAVA

Familia del Oxígeno:Anfígenos o calcógenos

1616

VIAVIA

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

Algunos elementos representativos

Propiedades periódicasSon aquellas que varían con regularidad a lo

largo de los grupos y periodos.• Radio

– Atómico.

– Iónico.

• Volumen atómico (Mat/)

• Energía de ionización.• Afinidad electrónica.• Electronegatividad.• Carácter metálico.• Carácter no metálico

Radios• Radio Atómico.

– El átomo no tiene límites definidos.

– Se toma como la mitad de la distancia interatómica en el caso de metales con empaquetamiento compacto o el radio covalente en el caso de no metales diatómicos.

– El valor es aproximado ya que la distancia depende del tipo de enlace.

• Nos da idea del volumen o tamaño de un átomo.

Volumen atómico (A/)• Se toma por convenio como Mat/ (Meyer)

• Varía según el tipo de empaquetamiento de átomos (metales).

Periodo 2

© Ed. Santillana. Química 2º Bachillerato.

44

Radio iónico• Es el radio que tiene un átomo que ha perdido o ganado

electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas noble más cercano.

• Todo ion positivo es más pequeño que su átomo neutro, que a su vez es más pequeño que su ion negativo.

• El radio iónico es más pequeño con el aumento de la carga positivo y es más grande con el aumento de la carga negativa.

• Las reglas anteriores también se puede aplicar a especies con igual número de electrones

3 2 1 1 2 3XX X X X X Xr r r r r r r

Energía de ionización• Es la energía necesaria para ionizar el electrón más débilmente unido

al átomo neutro, aislado y en estado gaseoso.

• Se habla de primer potencial de ionización I1 cuando se extrae el primer electrón, segundo potencial de ionización, cuando se extrae el segundo electrón, I2, etc.

• Lógicamente es mayor en los no metales que en los metales.

• El potencial de ionización aumenta de izquierda a derecha incluido los gases nobles (puede haber excepciones)

• El potencial de ionización siempre es endotérmico, porque es energía que se proporciona al átomo para que pierda un electrón

Energía de Ionización (I) Es la energía mínima necesaria para extraer un electrón de un

átomo o ión en estado gaseoso.

Mg(g) + 738 kJ Mg+(g) + 1e-

Mg+(g) + 14521 kJ Mg2+

(g) + 1e-

I1

I2

Se cumple: I3 > I2 > I1

ENERGÍA DE IONIZACIÓN

Afinidad Electrónica (AE)

Es la energía involucrada (absorbida o liberada) cuando un átomo o ión en estado gaseoso gana un electrón.

Cl (g) + 1e- Cl- (g) AE = - 349 kJ

O (g) + 1e- O- (g) AE = - 142 kJ

O- (g) + 1e- O2- (g) AE = + 710 kJ

Electronegatividad ().• Mide la tendencia de los átomos en un enlace a atraer los

electrones del mismo hacia su núcleo, polarizando el enlace.

Sea el Cl2

. .

. .

= 0, Compartición simétrica de la densidad electrónica, debido a que los átomos tienen la misma electronegatividad.

= 0, Compartición desigual de la densidad electrónica, debido a que átomo de cloro tienen la misma electronegatividad.

Sea el HCl

(+) (-)

• La electronegatividad fue introducido por primera vez por Linus Pauling y es mayor en los no metales que en los metales.

• Xmetales <1.9 y Xnomentales >2.2• El flúor (F) es el elemento más electronegativo con un valor

de 4,0 y el Francio (Fr) el menos con 0,7. El oxígeno (O) es el segundo elemento más electronegativo (3,5); después se sitúan el nitrógeno (N) y el cloro (Cl) con 3,0 y el resto de no–metales.

Potencial de ionizaciónElectronegatividadAfinidad electrónicaCaracter no metálico

aumenta

+-

Radio atómicoVolumen atómicoCarácter metálico

aumenta

+ -

-

++

-

+

Número atómico creciente- +

Nú

me

ro a

tóm

ico cre

cien

te

-

+


E E E E E E E E

Li Mg B C N O F Ne

Representaciones kernel-electrón

Ej:

Las representaciones Kernel-electrón son representaciones simplificadas de los elementos representativos. Se escribe el símbolo del elemento y alrededor se

ubican los electrones de valencia con puntos o aspas.

La regla del octeto es una regla empírica, aplicable a elementos representativos y que establece que los átomos de los elementos representativos tienden a intercambiar electrones de valencia para tratar de conseguir configuración de gas noble. Exceptuando los elementos que se acercan al helio, que saturan dos electrones en el último nivel de energía, el resto de los elementos tratan de saturar ocho electrones de valencia en el último nivel de energía.

Estados de oxidación (EO)Es la naturaleza eléctrica que adquieren los átomos por diferencias de electronegatividad en el supuesto que los enlaces químicos se rompan. Cabe destacar que este constructo solo aparece en las combinaciones químicas y tiene un significado artificioso que nos permite asignar nombres y balancear las reacciones por el método redox.

En una primera aproximación se puede determinar los máximos estados de oxidación de los elementos, correspondientes al grupo de la tabla a la que pertenecen, escrito en arábigos y con signo positivo.

En el caso de los no metales, además se puede hablar de mínimo estado de oxidación que corresponde a los electrones que le faltan al átomo para cumplir el octeto, escrito en arábigos y con signos negativo.

Relación grupo, eval, EO

Elementos RepresentativosElementos Representativos


E E E E E E E E

+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8

-4 -3 -2 -1 0

EO máx

EO mín

1.- Excepción: el O solo tiene EO: –22 .- Excepción: El F solo tiene EO: -1Estos elementos no llegan a tener el máximo EO, debido a su elevada electronegatividad.

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