Cuando se descubría un
nuevo elemento se determinaba su peso atómico y se comportamientos
similares estudiaba su reactividad con otras sustancias. De esta forma los
químicos comenzaron a observar que
habías grupos de elementos que pre que tienen propiedades similares.
Sentaban comportamientos similares; ya en el año 1829 Johann Dobereiner
(1780-1849) había postulado la existencia de triadas o grupos de tres
elementos,como
por ejemplo los metales litio, sodio y potasio. El química ruso Dimitri
Mendeleyev (1834-1907) observo que al ordenar los elementos según su
peso atómico también aparecían ordenadas
periódicamente sus propiedades. En 1869 anuncio su ley
periódica y publico un tabala ordenada con
todos los elementos conocidos entonces tuvo tal fe en su teoría que dejo
espacios en blancos en las zonas de la tabla donde la ley periódica no
parecía ajustarse, prediciendo el descubrimiento de nuevos elementos que
llenarías dichos huecos.
Muchos de los intentos por encontrar una forma de agrupación o
clasificación de los elementos, ya sea por su originalidad o por su
éxito merecen un reconocimiento, y este es el
caso de las Triadas de Döbereiner.
Las Triadas de Döbereiner, fue uno de los primeros intentos de
clasificación de los elementos químicos, según la
similitud de las propiedades, relacionando sus pesos atómicos. Esta
clasificación fue realizada por Johann Wolfgang Döbereiner, un químico aleman, que entre otras cosas
también estudió losfenómenos de catalisis.
Döbereiner, en 1817, declaró la similitud entre
las propiedades de algunos grupos de elementos, que variaban progresivamente desde
el primero al último. Veinte años
después, en 1827, destacó la existencia de otras agrupaciones de
tres elementos, que seguían una analoga relación entre
sí.
Estos grupos eran:
* Cloro, bromo y yodo
* Azufre, selenio y telurio
* Litio, sodio y potasio
A estos grupos de elementos, agrupados de tres en
tres, se le conoció con el nombre de triadas.
De estos grupos de tres se continuaron encontrando, hasta que
en 1850 ya se tenía conocimiento de entorno a 20 triadas.
Ley de las octavas
Döbereiner hizo un intento de relacionar las propiedades y semejanzas
químicas de los elementos y de sus compuestos, con las
características atómicas de cada uno de ellos, que en ese caso se
trataba de los pesos atómicos, viéndose un gran parecido entre
ellos, y una variación progresiva y gradual desde el primero hasta el
tercero o último de la triada.
En la clasificación de las triadas (ordenamiento de
tres elementos), el químico aleman intentó explicar que el
peso atómico medio de los elementos que se encuentran en los extremos de
las triadas, es similar al peso atómico de los elementos que se
encuentran en la mitad de la triada. Por ejemplo: la triada Cloro, bromo
y Yodo, tiene respectivamente 36,80, y 127 respectivamente, en cuanto al peso
atómico se refiere. Si realizamos la suma de los extremos, es decir
36+127 y a suvez, la dividimos entre 2, el resultado es 81, o lo que es lo
mismo, un número próximo a 80, que casualmente es el
número atómico del elemento del medio, es decir, del bromo, hecho
que hace que encaje perfectamente en el ordenamiento de la triada
John A. R. Newlands publicó en 1864 una clasificación
según un orden creciente de la masa atómica y en grupos de siete
elementos, de manera que cada uno tenía propiedades similares al octavo
elemento posterior. Las series eran:
H F Cl Co, Ni Br Pd I Pt, Ir
Li Na K Cu Rb Ag Cs Os
*G Mg Ca Zn Sr Cd Ba, V Hg
B Al Cr Y Ce, La U Ta Tl
C Si Ti In Zr Sn W Pb
N P Mn As Di**, Mo Sb Nb Bi
O S Fe Se Rh, Ru Te Au Th
Newlands llamó a estas series ley de las octavas porque simulaba la
escala musical. No obstante la siguiente serie comenzaba con tres elementos
(Cl, K y Ca) pero después habíai 12 mas hasta llegar al
mas parecido que era el Br. Parecía una arbitrariedad la
periodicidad de ocho elementos, incluso le sugirieron que tal vez
encontraría una periodicidad similar colocando los elementos por orden
alfabético. En la tabla estaban todos los elementos
conocidos entonces, incluidos los que hacía pocos años que se
habían descubierto. El descubrimentode
elementos nuevos podía cuestionar la tabla que parecía cerrada.
Su propuesta fue rechazada por la Sociedad Química de
Londres. A pesar de esto era la primera vez que se
utilizaba una secuencia de masas atómicas.
La tabla periódica es la clasificación de los
elementosquímicos conocidos actualmente (109) por orden creciente de su
núm. Atómico. Varios fueron los intentos
que se hicieron desde 1817 hasta 1914 y mas recientemente aun para clasificar
los elementos.
Uno de esos trabajos correspondió a Dimitri Mendeleiev, quien ordenara
los 63 elementos conocidos en su tiempo tomando en cuenta su peso
atómico como ya hemos mencionado.
La actual tabla se basa en la propuesta por Alfred Werner, que se llama tabla
periódica larga. Henry Moseley fue quien propuso el orden para los elementos
con base en su núm. Atómico como resultado de sus experimentos en rayos x.
así se puede enunciar la ley periódica: las propiedades de los
elementos y de sus compuestos son funciones periódicas del número atómico de los
elementos.
Una clasificación mas reciente es la llamada
clasificación cuantica de los elementos que resulta de una
repetición periódica de la misma configuración
electrónica externa.
ESTRUCTURA ATOMICA Y BASES DE LA TABLA PERIODICA
Se ha visto que un orbital esta determinado por los
núm. Cuanticos n, l y m. La designación
de las capas para los orbitales de uh núm. Cuantico
orbital es: K,L,M,N….. en
correspondencia a los valores de n= 1,1,2,3…… respectivamente. La
formación de atomos poli electrónicos puede considerarse como
el resultado de añadir sucesivamente electrones a orbitales tipo
hidrogeno; el núm. De electrones que puede ocupar cada orbital
esta limitado a dos y deben tener el núm. Magnético
asociado con sus spines opuestos.También se ha visto que los electrones
entran en el orbital desocupado disponible de menor energía aprox.
1s, 2s, 2p, 3s,3p,4s,…
Periodo: conjunto de elementos en los cuales el valor (n+l) de su electron
diferencial es idéntico, se tiene ocho periodos
Clase: conjunto de elementos en los cuales el valor de l desu electron
diferencial es idéntico se distinguen cuatro clases:
Clase s donde ∫= 0 familias 1 y 2
Clase p donde ∫=familias 3 a 8
Clase d donde ∫= familias 9 y 18
Clase donde ∫=familias 19 a 32
Familias: elementos los cuales el valor de ∫ de su electrón diferencial
es el mismo y ademas tiene idéntico valor m, se tiene así
32 familias.
ESTUDIO DE LA TABLA PERIODICA LARGA
Los elementos se presentan por un por un
símbolo que consiste en una o dos letras que derivan de su nombre
latino.
La importancia de la tabla periódica se basa en que no es necesario
conocer la química de cada uno de los elementos conocidos para tener un conocimiento elemental dela química, si no que al
presentar propiedades similares entre ellos, los elementos pueden agruparse de
tal forma que las propiedades puedan recordarse y mas aún se
puedan predecir solas.
Elemento químico: es una sustancia que no se puede descomponer en otra
mas sencilla por métodos químicos.
Grupos: elementos que tienen configuración electrónica externa
semejante, se tienen ocho grupos divididos en subgrupos Ay B correspondes a las
columnas verticales.
Periodos: elementos puestos en líneas horizontales; setienen siete
periodos y los hay cortos y largos, cada periodo comienza con un metal activo y termina con un gas noble, haciendo el
recorrido de izquierda a derecha.
Ejemplo: periodo 2. Li, Be, B, C, N, O, F, Ne
El grupo lo da el número de electrones en el último nivel de
energía y el periodo lo da el nivel donde estan esos electrones.
Periodicidad: la localización de los elementos dentro de la tabla
coincide con su estructura electrónica y si por ejemplo se conoce la
química del sodio, entonces sera conocida la química del
litio, potasio o rubidio porque estos elementos se encuentran en el mismo
grupo.
Valencia y número de
oxidación: la valencia es la capacidad
de combinación que tiene el atomo de cada elemento y consiste ene
ele núm. De electrones que puede ganar o perder en su
último nivel de energía. El número del grupo da la valencia.
GRUPO | I | II | III | IV | V | VI | VII |
VALENCIA
| +1 | +2 | +3 | +4–4 | –3 | –2 | –1 |
La tendencia de todos los elementos es la de estabilizar su ultimo nivel de
energía con ocho electrones y parecerse al gas noble mas cercano.
Para los elementos de los tres primeros grupos
es mas facil perder electrones adquiriendo carga eléctrica
positiva.para los elementos de los últimos grupos es mas
facil ganar electrones adquiriendo carga negativa.
Algunos elementos presentaran dos o mas valencias debido a que su capacidad de
combinación les permite ganar o perder electrones en diferente cantidad,
dependiendo del
elemento que tengapara combinación.
El estado de oxidación de todos los elementos cuando
estan puros, sin combinación es cero.
Metales y no metales: se distinguen dos regiones de elementos, la
metalica ala izquierda cuyo comportamiento es el perder electrones
convirtiéndose en cationes. la otra
región esta ala derecha y corresponde a los no metales cuyo
comportamiento es el de ganar electrones convirtiéndose en aniones.
El caracter metalico de la tabla aumenta de arriba hacia abajo en
un grupo y de derecha a izquierda en un
período. El caracter no metalico aumenta de abajo hacia
arriba en un grupo y de izquierda a derecha en un
periodo.
Metaloides o semimetales: son los elementos que se encuentran en la
región fronteriza entre metales y no metales, y su comportamiento en
unos casos corresponde a un metal, ademas de su aspecto, y en otros
casos se parece aún no-metal.
Propiedades generales de los metales: Por regla general en su último nivel,
tiene de 1 a 3 electrones
* Son sólidos a excepción del mercurio, galio, cesio.
Francio, que son líquidos
* Presentan aspecto y brillo metalico
* Son buenos conductores del calor y la electricidad
* Son dúctiles y maleables, algunos son tenaces y otros blandos
* Se oxidan por perdida de electrones
* Su molécula esta formada por un solo atomos su
estructura cristalina al unirse con el oxígeno forma óxidos y
estos ala reaccionar con agua forman hidróxidos.
* Los elementos alcalinos son mas activos.
Propiedades generalesde los no-metales:
* Tienen tendencias a ganar electrones.
* Poseen alto potencial de ionización y bajo peso especifico
* Por regla general en su último nivel de energía tienen de 4 a 7
electrones.
* Se presentan en los tres estados físicos de agregación.
* No poseen ni aspecto ni brillo metalico.
* Son malos conductores del calor y la electricidad.
* No son dúctiles ni maleables.
* Se reducen por ganancia de electrones.
* Su molécula esta formada por dos o mas atomos.
* Al unirse con los anhídridos y estos al reaccionar con el agua, forman
oxiacidos.
* Varios metales presentan alotropía.
ALOTROPÍA: L a existencia de un elemento en dos
o mas formas bajo el mismo estado físico de agregación se
le conoce como
alotropía. las formas diferentes de estos
elementos se llaman alótropos.
la alotropía se debe alguna de las sig.
Razones:
1. Un elemento tiene dos o mas clases de moléculas, cada una de
las cuales contiene distintos números de atomos que existen en la
misma fase o estado físico de agregación.
2. Un elemento forma dos o mas arreglos de atomos o
moléculas en un cristal.
En mayo de 1990 en el Instituto Max Planck de física nuclear, en
Alemania se mezclaron cuidadosamente unas gotas de benceno con un hollín
de carbón preparado en forma especial. El disolvente
inicialmente incoloro se tornó rojo. Culmina en esa fecha una
serie de trabajos teórico- experimentales acerca de una nueva clase de
carbón: fullerenos ofutboleros. Que son formas alotrópicas del
carbón.
Elementos representativos y de transición: se llaman elementos
representativos de la valencia
y caracter a los elementos de los subgrupos A, tienen orbitales s o p
para su electrón diferencial o electrones de valencia. Los elementos con
electrones de valencia en orbitales d
se llaman elementos de transición y corresponden a los subgrupos Dentro
de estos elementos estan lantanidos y actínidos que se
llaman elementos de transición interna, pues sus electrones estan
en el orbital f.
Radio atómico: generalmente aumenta con el núm. Atómico en
un grupo ya que al aumentar un nivel de
energía, la distancia entre el centro del núcleo y el nivel también
aumenta. En un periodo el radio atómico
disminuye de izquierda a derecha debido a una contracción de la nube
electrónica al ser atraída por el núcleo. El radio atómico se expresa en angstrom (Å).
cuando un elemento metalico pierde electrones,
su radio se ve disminuido, y cuando un elemento no-metalico gana
electrones su radio se ve incrementado.
Volumen de atomos: el atomo esta constituido por un núcleo central con electrones que se mueve a su
alrededor, el movimiento hace que los atomos parezcan esferas aun cuando
en su mayor parte sean espacios vacíos. La nube electrónica
esférica proporciona a los atomos volumen y rechaza a otros atomos. El volumen del atomo no
es una cantidad completamente definida debido a que tampoco lo es el
límite de la nube electrónica. Haciadentro de la tabla se hacen
mas pequeños los atomos (elementos de transición),
lo que sig. Un aumento en la densidad ya que se
constituye una gran mas en un volumen pequeño: el aumento
mas denso es el osmio.
Afinidad electrónica: cuando un elemento en
estado gaseoso capta un electrón hay variación de energía.
Esta variación de energía se llama afinidad
electrónica. En general la afinidad
electrónica es mayor para los no-metales. La facilidad con que
los elementos captan electrones, es consecuencia de la configuración
electrónica, siendo mucho mayor para los elementos situados cerca de los
gases nobles.
Potencial o energía de ionización: es la energía necesaria
para arrancar un electrón de un atomo
aislado en estado gaseoso. El P.I aumenta de abajo hacia arriba en un grupo y de izquierda a derecha en u período.
Siendo los metales alcalinos los de menor P.I A y los gases nobles los de mayor
P.I
Este P.I se mide en electrón-voltios o en kcal por mol.
Electronegatividad: es una medida relativa del poder de
atracción de electrones que tiene un atomo que forma parte de un
enlace químico. Su unidad es el Pauling ya que fue
Linus C. Pauling quien estableció esta escala. En un grupo la electronegatividad aumenta de abajo hacia arriba
y en un periodo aumenta de izquierda a derecha. Así,
el elemento mas electronegativo es el flúor (4.0) le sigue el
oxígeno (3.5) luego el cloro (3.0) etc.
Nombres de las familias o grupos representativos
* Grupo I: metales alcalinos(de alcali,
cenizas)
* Grupo II: metales alcalinotérreos ( de alcali en la tierra)
* Grupo III: familia del boro
* Grupo IV: familia del carbono
* Grupo v: familia del nitrógeno
* Grupo VI: familia del oxígeno o calcógenos
* Grupo VII: halógenos ( formadores de sal)
Grupo I, metales alcalinos
Los metales alcalinos son aquellos que se encuentran en el primer grupo dentro
de la tabla periódica.
Con excepción del hidrógeno, son todos
blancos, brillantes, muy activos, y se les encuentra combinados en forma de
compuestos. Se les debe guardar en la atmósfera inerte
o bajo aceite.
Los compuestos de los metales alcalinos son isomorfos, lo mismo que los
compuestos salinos del
amonio. Este radical presenta grandes analogías con los metales de este grupo.
Estos metales, cuyos atomos poseen un solo
electrón en la capa externa, son monovalentes. Dada su estructura
atómica, ceden facilmente el electrón de valencia
y pasan al estado iónico. Esto explica el caracter
electropositivo que poseen, así como otras propiedades.
Los de mayor importancia son el sodio y el potasio, sus sales
son empleadas industrialmente en gran escala.
Grupo II, metales alcalinotérreos
Se conocen con el nombre de metales alcalinotérreos los seis elementos
que forman el grupo IIA del sistema periódico: berilio, magnesio,
calcio, estroncio, bario y radio. Son bivalentes y se les llama
alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus
óxidos.
Estos elementos son muy activos aunqueno tanto como los del
grupo I. Son buenos conductores del
calor y la electricidad, son blancos y brillantes.
Como el nombre
indica, manifiestan propiedades intermedias entre los metales alcalinos y los
térreos; el magnesio y, sobre todo, el berilio son los que mas se
asemejan a estos.
No existen en estado natural, por ser demasiado activos y, generalmente, se
presentan formando silicatos, carbonatos, cloruros y sulfatos, generalmente
insolubles.
Estos metales son difíciles de obtener, por lo que su
empleo es muy restringido.
Grupo III, familia del
boro
El boro es menos metalico que los demas. El
aluminio es anfótero. El galio, el indio y el talio son
raros y existen en cantidades mínimas. El boro tiene
una amplia química de estudio.
Grupo IV, Familia del carbono
El estudio de los compuestos del carbono corresponde a la
Química Organica. El carbono elemental existe como diamante y
grafito.
El silicio comienza a ser estudiado ampliamente por su parecido con el carbono.
Los elementos restantes tienen mas propiedades
metalicas.
Grupo V, familia del
nitrógeno
Se considera a este grupo como
el mas heterogéneo de la tabla periódica. El
nitrógeno esta presente en compuestos tales como las proteínas, los fertilizantes,
los explosivos y es constituyente del
aire. Como se puede ver, se trata de un elemento tanto benéfico como perjudicial. El
fósforo tiene ya una química especial de estudio, sus compuestos
son generalmente tóxicos. El arsénico es un metaloidevenenoso. El antimonio tiene gran parecido con
el aluminio, sus aplicaciones son mas de un
metal.
Grupo VI, Colagenos
Los cinco primeros elementos son no-metalicos, el último,
polonio, es radioactivo. El oxígeno es un gas
incoloro constituyente del
aire. El agua y la tierra. El azufre es un sólido amarillo
y sus compuestos por lo general son tóxicos o corrosivos. La
química del
teluro y selenio es compleja.
Grupo VII, halógenos
El flúor, el cloro, el bromo, el yodo y el astato, llamados metaloides
halógenos, constituyen el grupo de los no metales monovalentes. Todos ellos son coloreados en estado gaseoso y, desde el punto de
vista químico, presentan propiedades electronegativas muy acusadas, de
donde se deriva la gran afinidad que tienen con el hidrógeno y los
metales.
Los formadores de sal se encuentran combinados en la
naturaleza por su gran actividad. Las sales de estos elementos con los
de los grupos I y II estan en los mares. Las
propiedades de los halógenos son muy semejantes. La
mayoría se sus compuestos derivados son tóxicos, irritantes,
activos y tienen gran aplicación tanto en la industria como en el
laboratorio.
G.A.OCAMPO, F. FABILA, V.M RAMIREZ. FUNDAMENTOS DELA
QUIMICA I . PUBLICACIONES CULTURA. SEXTA
IMPRECIÓN 2002
TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE HUIXQUILUCAN
LA TABLA PERIODICA
CONSUELO COUHO MARA ESPERANZA
11090075
SEMESTRE: SEPTIEMBRE 2011-FEBRERO 2012
FECHA A ENTREGAR: 14 DE SEP. 2011