La
Tabla Periódica
La tabla periódica se desarrolló en 1869. Disponiendo los elementos en orden de
Z creciente, se observa que sus propiedades físicas y químicas exhiben un
patrón repetitivo o periódico. En la Tabla Periódica, los elementos que tienen
propiedades similares se disponen en columnas verticales llamadas grupos.
Existen tres diferentes esquemas de designación de los grupos que emplean
números y letras o números sólo. Es común usar números romanos en vez de
arábigos.
1 Los europeos numeran las columnas de la 1A ala 8A y luego de la 1B a la 8B.
2. Los americanos, designan las columnas altas de 1A a 8A y las bajas son los 8
grupos “B”. 3. La IUPAC propone numerar los grupos del 1 al 18 sin
designaciones A ó B. Los elementos de un mismo grupo presentan similitudes en
sus propiedades físicas y químicas. Los grupos identifican las principales
familias de los elementos. Las columnas más altas (grupos 1 y 2 y de 13 a 18)
se denominan grupos principales de la Tabla o Elementos representativos que
comprenden:
GIA: metales alcalinos
GIIA: metales alcalinotérreos
GIIIA: térreos
GIVA: carbonoides
GVA: pnicturos
GVIA: anfígenos
GVIIA: halógenos
GVIIIA: gases nobles
Las filas horizontales reciben el nombre de períodos y se numeran de arriba
hacia abajo. A lo largo de un período, de izquierda a derecha, las propiedades
físicas y químicas de los elementos cambian de manera gradual. Para los
elementos representativos (grupos más altos de la tabla periódica), el número
de período indica el número de capas de electrones, correspondiendo dicho
número a la capa de valencia
(la que contiene los electrones que participan de las reacciones químicas). El
número de grupo indica el número de electrones de valencia (alojados en la última
capa). Tomemos como
ejemplo el elemento azufre:
a) Z = 16 significa que un átomo de azufre tiene 16 protones en su núcleo.
b) Pertenece al grupo VIA (16): significa que un átomo de azufre tiene 6
electrones en su capa de valencia.
c) Está ubicado en el período 3: tiene distribuidos sus electrones en 3 capas,
la número 3 es la capa de valencia
(que contiene 6electrones). Actividades: Indica el significado de Z, número de
grupo y número de período para los siguientes elementos: 20Ca ; 33As; 53I
Metales, no metales y metaloides Los elementos de la Tabla Periódica pueden
clasificarse en metales, no metales y metaloides.
pH = -log [H+]
A 250C
La disolución es
neutra
[H+] = [OH-]
[H+] = 1 x 10-7
pH = 7
acida
[H+] > [OH-]
[H+] > 1 x 10-7
pH < 7
basica
[H+] < [OH-]
[H+] < 1 x 10-7
pH > 7
pH
[H+]
15.3
pOH = -log [OH-]
[H+][OH-] = Kw = 1.0 x 10-14
-log [H+] – log [OH-] = 14.00
pH + pOH = 14.00
15.3
El pH del agua de lluvia recolectada en una cierta región
del noreste de Estados Unidos en un día particular fue
4.82. ¿Cual es la concentración del ion H+ del agua
de
lluvia?
pH = -log [H+]
[H+] = 10-pH = 10-4.82 = 1.5 x 10-5 M
La concentración de iones OH-
de una muestra de sangre
es 2.5 x 10-7 M. ¿Cual es el pH de la sangre?
pH + pOH = 14.00
pOH = -log [OH-] = -log (2.5 x 10-7) = 6.60
pH = 14.00 – pOH = 14.00 – 6.60 = 7.40
15.3
Electrólito fuerte: 100% disociación
NaCl (s)
H2O
Na+ (ac) + Cl- (ac)
Electrólito débil: no se disocia por completo
CH3COOH
CH3COO- (ac) + H+ (ac)
Acidos fuertes son electrólitos fuertes
HCl (ac) + H2O (l)
H3O+ (ac) + Cl- (ac)
HNO3 (ac)+ H2O (l)
H3O+ (ac) + NO3- (ac)
HClO4 (ac) + H2O (l)
H3O+ (ac) + ClO4- (ac)
H2SO4 (ac) + H2O (l)
H3O+ (ac) + HSO4- (ac)
15.4
Acidos débiles son electrólitos débiles
H3O+ (ac) + F- (ac)
HF (ac) + H2O (l)
HNO2 (ac) + H2O (l)
H3O+ (ac) + NO2- (ac)
HSO4- (ac) + H2O (l)
H3O+ (ac) + SO42- (ac)
H2O (l) + H2O (l)
H3O+ (ac) + OH- (ac)
Bases fuertes son electrólitos fuertes
NaOH (s)
KOH (s)
H2O
H2O
Ba(OH)2 (s)
Na+ (ac) + OH- (ac)
K+ (ac) + OH- (ac)
H2O
Ba2+ (ac) + 2OH- (ac)
15.4
Bases débiles son electrólitos débiles
F- (ac) + H2O (l)
NO2- (ac) + H2O (l)
OH- (ac) + HF (ac)
OH- (ac) + HNO2 (ac)
Pares conjugados acido-base:
•
La base conjugada de un acido fuerte no tiene la fuerza
medible.
•
H3O+ es el acido mas fuerte que puede existir en
disolución
acuosa.
•
El ion OH- es
la base mas fuerte que puede existir en
disolución acuosa.
15.4
15.4
Acido fuerte
Antes de la
Ionización
En el
equilibrio
Acido débil
Antes de la
Ionización
En el
equilibrio
15.4
¿Cual es el pH de una disolución 2 x 10-3 M HNO3?
HNO3 es un acido fuerte: 100% disociación .
Inicial 0.002 M
HNO3 (ac) + H2O (l)
0.0 M
Final
0.0 M
0.0 M
H3O+ (ac) + NO3- (ac)
0.002 M 0.002 M
pH = -log [H+] = -log [H3O+] = -log(0.002) = 2.7
¿Cual es el pH de una disolución 1.8 x 10-2 M
Ba(OH)2?Ba(OH)2 es un base fuerte: 100% disociación.
Inicial 0.018 M
Ba(OH)2 (s)
0.0 M
Final
0.0 M
0.0 M
Ba2+ (ac) + 2OH- (ac)
0.018 M 0.036 M
pH = 14.00 – pOH = 14.00 + log(0.036) = 12.56
15.4
Acidos débiles (HA) y su constante de ionización
acida
HA (ac) + H2O (l)
HA (ac)
H3O+ (ac) + A- (ac)
H+ (ac) + A- (ac)
[H+][A-]
Ka =
[HA]
Ka es la constante de ionización acida
Ka
acido débil
fuerza
15.5
15.5
¿Cual es el pH de una disolución 0.5 M HF (a 250C)?
[H+][F-]
= 7.1 x 10-4
Ka =
HF (ac)
H+ (ac) + F- (ac)
[HF]
HF (ac)
H+ (ac) + F- (ac)
Inicial (M)
0.50
0.00
0.00
Cambio (M)
-x
+x
+x
0.50 - x
x
x
Equilibrio (M)
x2
Todos los elementos del lado izquierdo y la
parte media de la Tabla, con excepción del
hidrógeno son elementos metálicos o metales. La mayor parte de los elementos
son metales y tienen propiedades características comunes:
a— brillo metálico,
a— conductividad térmica y eléctrica,
a— maleabilidad,
a— ductibilidad. Los metales están separados de los no metales por una línea
diagonal escalonada que va del
boro al astato. El hidrógeno a pesar de estar del lado izquierdo de la tabla, es un no
metal. sCuáles son las características de los no metales?
a— No conducen la electricidad,
a— no son maleables
a— no son dúctiles. Todos los elementos que son gases a temperatura ambiente,
son no metales. Muchos de los elementos que están junto a la línea que separa
los metales de los no metales tienen propiedades intermedias entre las de los
metales y los no metales: son los metaloides. Un metaloide tiene el mismo
aspecto que un metal y posee algunas de sus propiedades físicas, sin embargo,
químicamente se comporta como
un no metal. Muchos de los metaloides, como Si,
Ge y Sb actúan como
semiconductores, importantes en circuitos electrónicos de estado sólido. Los
semiconductores son aislantes a temperaturas bajas pero se vuelven conductores
a temperaturas superiores.
