1.6 Tabla periódica

También denominado Sistema Periódico, es un esquema de todos los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en 7 hileras horizontales, llamadas periodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. Los grupos o columnas verticales de la tabla periódica fueron clasificados tradicionalmente de izquierda a derecha utilizando números romanos seguidos de las letras “A” o “B”, en donde la “B” se refiere a los elementos de transición. En la actualidad ha ganado popularidad otro sistema de clasificación, que ha sido adoptado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, siglas en inglés). Este nuevo sistema enumera los grupos consecutivamente del 1 al 18 a través de la tabla periódica.

Ley periódica

Esta ley es la base de la tabla periódica y establece que las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden a repetirse de forma sistemática conforme aumenta el número atómico. Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y, por lo general, difieren de los elementos de los demás grupos.

Clasificación periódica

El procedimiento para clasificar los elementos colocándolos por orden de su número atómico y el comportamiento químico de los elementos llevó a dividirla en:

o    7 renglones horizontales llamados “períodos”, que corresponden a cada una de las 7 capas o niveles de energía: K, L, M, N, O, P, Q.

o    El número de columnas verticales se denomina “grupos”: I, II, III, IV, IV, VI, VII y VIII, y para que los elementos de propiedades semejantes se encuentren unos debajo de otros, cada uno de los grupos ha sido dividido en 2 subgrupos, a los que se les designa con la letra A y B. Por último, está el “grupo O” o gases nobles, que tienen como común denominador, la última capa orbital llena.

La importancia de la tabla periódica radica en determinar:

o    Número atómico

o    Masa atómica

o    Símbolo

o    Actividad Química

o    Características del elemento por su grupo y período

o    Tipo o forma del elemento (gas, líquido, sólido, metal o no metal)

 

Períodos

o    1er período: se capa característica es la K y tiene únicamente 2 elementos (H y He).

o    2do período: comprende en la estructura de sus átomos hasta la capa L, se le llama período corto por tener únicamente 8 elementos.

o    3er período: su última capa es la M; también es un período corto de 8 elementos.

o    4to período: su capa característica es la N, y contiene 18 elementos.

o    5to período: su capa característica es la O, contiene 18 elementos.

o    6to período: su capa característica es la P, contiene 32 elementos.

o    7mo período: su capa característica es la Q, contiene 19 elementos. Es la última capa orbital posible de un elemento.

 

Grupos o familias

o    Grupo IA: son los metales alcalinos: litio, sodio, potasio, rubidio y cesio. Su número de valencia es +1.

o    Grupo IIA: son los metales alcalinos-térreos: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Su número de valencia es +2.

o    Grupo IIIA: son los metales térreos: boro y aluminio. Su número de valencia es +3.

o    Grupo IVA: familia del carbono; los primeros son dos no metales (carbono y silicio), y los tres últimos son metales (germanio, estaño, y plomo). Sus valencias más comunes son +2 y +4.

o    Grupo VA: familia del nitrógeno: nitrógeno y fósforo (no metales), arsénico, antimonio y bismuto (metales). Su número de valencia más común es +1,+3,+5,-1 y -3.

o    Grupo VIA: familia del oxígeno: oxígeno, azufre, selenio y teluro (no metales). Valencias -2, +2, +4 y +6.

o    Grupo VIIA: familia de los halógenos: flúor, cloro, bromo y yodo. Son no metales. Valencias -1, +1, +3, +5 y +7.

o    Grupo IB al VIIB: son los elementos de transición: todos ellos metales, entre los que destacan están: níquel, cobre, zinc, oro, plata, platino y mercurio. Su número de valencia varía según el elemento.

o    Grupo VIII: en cada período abarca 3 elementos: fierro, cobalto y níquel; rutenio, rodio y paladio; osmio, iridio y platino. Sus números de valencia varían según el elemento.

o    Grupo VIIIA u O: son los gases nobles: helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón. Su número de valencia es 0.

 

Metales

De los 118 elementos son 94 metales, se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos, el oro, la plata, el cobre y platino se encuentran libres en la naturaleza. Son elementos metálicos.

o    GRUPO IA: excepto el hidrógeno.

o    GRUPO IIA: todos.

o    GRUPO IIIA: excepto el boro.

o    GRUPO IVA: excepto el carbono y el silicio.

o    GRUPO VA: Sólo el antimonio y bismuto.

o    GRUPO VIA: Sólo el polonio.

A todos los elementos de los grupos B, se les conoce también como metales de transición. Algunas de las propiedades físicas de estos elementos son:

o    Son sólidos, menos el mercurio.

o    Estructura cristalina.

o    Brillo metálico y reflejan la luz.

o    Dúctiles y maleables.

o    Conductibilidad (calor y electricidad).

o    Punto de fusión y ebullición alto.

Entre sus propiedades químicas se encuentran:

o    Sus átomos tienen 1,2 o 3 electrones en su última capa electrónica.

o    Sus átomos generalmente siempre pierden dichos electrones formando iones positivos.

o    Sus moléculas son monoatómicas.

o    Se combinan con los no metales formando sales.

o    Se combinan con el oxígeno formando óxidos, los cuales, al reaccionar con el agua, forman hidróxidos.

o    Se combinan con otros metales formando “aleaciones”.

 

No metales

Sólo 22 elementos dentro del sistema periódico son no metales. A saber:

o    GRUPO IA: Hidrógeno.

o    GRUPO IIA: ninguno.

o    GRUPO IIIA: Boro.

o    GRUPO IVA: El carbono y el silicio.

o    GRUPO VA: Nitrógeno, fósforo y arsénico.

o    GRUPO VIA: Todos, excepto el polonio.

o    GRUPO VIIA: Todos.

o    GRUPO VIIIA: Todos.

Entre sus propiedades físicas podemos encontrar:

o    Son sólidos y gaseosos a temperatura ambiente, excepto el bromo que es líquido.

o    No tienen brillo y no reflejan la luz.

o    Son malos conductores de calor y electricidad.

o    Son sólidos quebradizos, por lo que no son dúctiles no maleables.

Y entre sus propiedades químicas tenemos que se dividen en 2 grupos: los gases nobles y los no metales.

Gases nobles:

o    Luces de neón en ciudad de China. El neón, es un gas noble.

o    Difícilmente forman compuestos con otros elementos.

o    Son malos conductores de calor y electricidad.

o    Son moléculas monoatómicas.

o    Su última capa de electrones está completa.

 

No metales

o    Sus átomos tienen en la última capa 4, 5, 6 o 7 electrones.

o    Aceptan electrones en su última capa, formando iones negativos.

o    Son moléculas diatómicas.

o    Forman sales en combinación con los metales.

o    Forman en combinación con el oxígeno, los anhídridos y con el hidrógeno los hidruros.

o    Los anhídridos al reaccionar con el agua forman ácidos.

o    Algunos elementos presentan el fenómeno de alotropía.

Propiedades periódicas:

o    Radio atómico: es la distancia que hay desde el centro del núcleo hasta el electrón más externo del mismo. El aumento del radio atómico está relacionado con el aumento de protones y los niveles de energía. Al estudiar la tabla periódica se observa que el radio atómico de los elementos aumenta conforme va de arriba hacia abajo con respecto al grupo que pertenece, mientras que disminuye conforme avanza de izquierda a derecha del mismo modo.

o    Energía de ionización: se denomina a la cantidad de energía necesaria para desprender un electrón a un átomo gaseoso en su estado basal. Lo anterior tiene una relación intrínseca, puesto que, dentro de cada período, la primera energía de ionización de los elementos aumenta con el número atómico, mientras que dentro de un grupo disminuye conforme el núcleo atómico aumenta. Dicho de otra forma, la energía de ionización disminuye dentro de una familia o grupo conforme el tamaño atómico aumenta.

o    Afinidad electrónica: es la energía desprendida por dicho átomo cuando éste capta un electrón. Con relación a la tabla periódica tenemos que: aumenta en los grupos de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha.

o    Electronegatividad: medida relativa del poder de atraer electrones que tiene un átomo cuando forma parte de un enlace químico. La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. La afinidad electrónica y la electronegatividad no son iguales, ya que el primero es la atracción de un átomo sobre un electrón aislado, mientras que el segundo es la medida de la atracción que ejerce ese átomo sobre uno de los electrones que forman parte de un enlace y que comparte con otro átomo.


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