cap 2 tabla periodica

1Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia

U N I D A D

2

Tabla periódica

1. Construcción de la tabla 2. Variacionesperiódicas

3. Aprendizaje de los no metales 4. Enlacequímico

En marzo de 1869 Dimitri Mendeléiev entregaba a los químicos rusos y alemanes suprimera tabla periódica. En ésta, los elementos con propiedades semejantes sedistribuían en líneas horizontales. Los espacios vacíos habrían de ser, algunosaños mas tarde, rellenados por elementos cuyas propiedades Mendeléiev ya habíaprevisto con gran precisión. El número de elementos conocidos en esa época era de63 y fueron ordenados según los valores crecientes de sus masas atómicas. Con laintroducción del concepto del número atómico formulado por el químico inglésMoseley, se comprobó que las propiedades químicas de los elementos son unafunción periódica de ese número atómico y no de la masa atómica. Este nuevoconcepto no invalidó la tabla ordenada por Mendeléiev, sino que por el contrarioaclaró algunas discrepancias que aún quedaban en ella.

La tabla periódica es una cuadrícula en la cual se ubicanlos diferentes elementos, según su distribución electrónicaabreviada, donde:

La fila (horizontal) está dada por el máximo coeficientedel subnivel s, casi siempre coincide con el retén, y seconoce como el PERÍODO

En algunos textos, la norma anterior laredactan así:Si la DE termina en ns, el período es nSi la DE termina en np, el período es nSi la DE termina en nd, el período es n+ 1Si la DE termina en nf, el período es n+ 2


La columna (vertical) está dada por la terminación de ladistribución electrónica, (DE) , según esto en la tablaperiódica existen 4 zonas, así:

Zona s, para los elementos cuya D.E. termina en s1 o s2,es decir, hay 2 columnas.Zona f, para los elementos cuya D.E. termina en f1 . . .f14, es decir, hay 14 columnas.Zona d, para los elementos cuya D.E. termina en d1 . . .d10, es decir, hay 10 columnas.Zona p, para los elementos cuya D.E. termina en p1 . . .p6, es decir, hay 6 columnas.

El orden de estas zonas no está dado por Mafalda, (por “susopa de fideos”) es decir, no es s-p-d-f, sino que es s-f-d-p, porque este es el orden dado en la D.E.

Por lo dicho y hecho, la tabla periódica posee 7 filas y 32columnas y como “cabezas de serie” vamos a ubicar primero losretenes (Z = 2, 4, 12, 20, 38, 56 y 88), así:

Z D.E. abreviada Fila ( período) Columna2 1s2 1 ( máx. coeficiente

de s )S2 ( La D.E termina

en S2 )4 1s2 2s2 2 ( máx. coeficiente


en S2 )12 1s2 . . . 3s2 3 ( máx. coeficiente










en S2 )

Por el momento la tabla periódica es:ZonaS

Zona ………………………………………………………f Zona……………………………………d Zona………………..p

s1s2f1f2f3f4f5f6f7f8f9f1

0f1

1f1

2f1

3f1

4d1d2d3d4d5d6d7d8d9

d1

0p1p2p3p4p5p6

P 1 2

3Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaERIODOS

2 4

3 12

4 20

5 38

6 56

7 88

Retenes Ahora vamos a ubicar los “anti-reten” (Z = 1, 3, 11, 19, 37,55 y 87), obvio que están a la izquierda del retén, éstos sonlos únicos en los cuales el período (máximo coeficiente delsubnivel s) no coincide con el retén.

Z D.E.abreviada Fila ( período) Columna Coeficiente delretén

1 1s1 1 ( máx. coeficientede s )

S1 ( La D.E terminaen S1 )

1

3 1s2 2s1 2 ( máx. coeficientede s )


1

11 1s2 . . 2s2 2p6 3s1 3 ( máx. coeficientede s )


2

19 1s2 . . .3s2 3p6 4s1 4 ( máx. coeficientede s )


3

37 1s2 . . 4s2 3d10 4p6

5s1 5 ( máx. coeficiente


en S1 )4

55 1s2 . . 5s2 4d10 5p6

6s1 6 ( máx. coeficiente


en S1 )5

87 1s2 . . 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1

7 ( máx. coeficientede s )


6

Observe que el máximo coeficiente del subnivel s no coincide con elcoeficiente del retén

Ubicando los anti-retén la construcción de la tabla periódicaevoluciona así:

ZonaS



0f1

1f1

2f1

3f1

4d1d2d3d4d5d6d7d8d9

d1

0p1p2p3p4p5p6

PERI

1 1 2

2 3 4

3 11 12

4 19 20

4Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaODOS

5 37 38

6 55 56

7 87 88

Retenes Anti-retenes

Ahora vamos a ubicar los “post-reten” (Z = 3, 5, 13, 21, 39,57 y 89), que están a la derecha del retén, ¿pero que tan ala derecha?,Lo sabremos con la D.E. de ellos.

Z D.E.abreviada Fila ( período) Columna3 Ya está ubicado5 1s2 2s2 2p1 2 ( máx. coeficiente

de s )p1 ( La D.E termina

en p1 )13 1s2 . . . 3s2 3p1 3 ( máx. coeficiente

de s )p1 ( La D.E termina

en p1 )21 1s2 . . . 4s2 3d1 4 ( máx. coeficiente

de s )d1 ( La D.E termina

en d1 )39 1s2 . . . 5s2 4d1 5 ( máx. coeficiente

de s )d1 ( La D.E termina

en d1 )57 1s2 . . . 6s2 4f1 6 ( máx. coeficiente

de s )f1 ( La D.E termina

en f1 )89 1s2 . . . 7s2 5f1 7 ( máx. coeficiente

de s )f1 ( La D.E termina

en f1 )

Ubicando los post-retén la construcción de la tabla periódicaevoluciona así:

ZonaS



0f1

1f1

2f1

3f1

4d1d2d3d4d5d6d7d8d9

d1

0p1p2p3p4p5p6

PERIODOS

1 1 2

2 3 4 5

3 11 12 13

4 19 20 21

5 37 38 39

6 55 56 57

7 87 88 89

------------------------------------------POST-RETENES ----------------------------

Retenes y anti-retenes

5Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaAhora, por D.E. usted puede ubicar cualquier otro elemento deacuerdo a la secuencia ya construida.

Actividad:

Señor estudiante, recuerde que usted es el “padrino” de treselementos, (si aun no está identificado con sus obligacionesde padrino, sus tres elementos son: a) Z = X, b) Z = X + 40 yc) Z = 110 – X), ubíquelos en la tabla periódica y confirmela secuencia de periodicidad que a continuación lepresentamos:

ZonaS



0f1

1f1

2f1

3f1

4d1d2d3d4d5d6d7d8d9

d1

0p1p2p3p4p5

p6

PERIODOS

1 1 2

2 3 4 5 - - - - 10

3 11 12 13 - - - - 18

4 19 20 21 - - - - - - - - 30 31 - - - - 36

5 37 38 39 - - - - - - - - 48 49 - - - - 54

6 55 56 57 - - - - - - - - - - - - 70 71 - - - - - - - - 80 81 - - - - 86

7 87 88 89 - - - - - - - - - - - - 102

103

- - - - - - 110

Los elementos de la zona f (Z desde 57 hasta 70 y Z desde89 hasta 102) se llaman “tierras raras”, nombre muy bienpuesto porque es muy “raro” encontrarlos en la Tierra, sonobtenidos artificialmente en laboratorios de procesosnucleares.

En esta zona, tipográficamente hablando existe un grandesperdicio de papel (se presupuestan 98 casillas y solo 28de ellas son ocupadas) y para imprimir ecológicamente estasdos filas se recortan y queda una tabla periódica “terrena”o recortada que se llama “Capicúa” y en ésta quedanconsignados los elementos más importantes, ya que Capicúaviene del latín Caput, Caputis, que significa: importante.

6Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaCortando la zona f de la anterior tabla periódica, la tablaCapicúa se establece de la siguiente forma:

ZonaS

Zona……………………………………d Zona………………..p

S1 S2 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d1

0p1 p2 p3 p4 p5 P6

PERIODOS

1 1 2

2 3 4 5 - - - - 10

3 11 12 13 - - - - 18

4 19 20 21 - - - - - - - - 30 31 - - - - 36

5 37 38 39 - - - - - - - - 48 49 - - - - 54

6 55 56 71 - - - - - - - - 80 81 - - - - 86

7 87 88 103 -

- - - - - 110

Zona F, Tierras Raras

57 - - - - - - - - - - - - 70

Como el 57 es el lantano, estos elementosse llaman:

“serie de los lantánidos”

89 - - - - - - - - - - - - 102

Como el 89 es el actinio, estos elementosse llaman:

“serie de los actínidos”

Nota: Un alto porcentaje de las tablas periódicasestán mal recortadas. Los lantánidos los recortan del 58 al 71, o del 57 al71Los actínidos 90 al 103, o del 89 al 103Mire usted que clase de error posee su tablaperiódica.

Nota: en 1966 Georgii Flerov y otros científicos prepararon el elemento104 y lo llamaron Kurchatovio, (en honor a un físico nuclear ruso), peroGhiorso lo había identificado como Rutherforio. Una disputa similarocurrió entre 1967 y 1970 con el elemento 105 denominado Nielsborio porlos soviéticos y Hahnio por los estadounidenses. Para evitar disputaspolíticas y nacionalistas la IUPAC decidió que los elementos posterioresal 103 no podrían llevar nombres relacionados con personas, lugares ocuerpos celestes y se estableció un código numérico para identificarlos(nil = 0, un = 1, bi = 2, etc.) y la adición del sufijo “ium”.Obedeciendo la IUPAC, el 104 se llama un-nil-quart-ium (unilquartium, ysu símbolo en Unq); de igual manera el 105 se llama un-nil-pent-ium(unilpentium, y su símbolo es Unp), el nombre del elemento 111 usando elcódigo numérico es Un-un-un-ium (unununium y su símbolo es Uuu)


VARIACIONES PERIÓDICAS

Los elementos ubicados en la tabla periódica tienen unaserie de propiedades físicas y químicas y algunas de ellasvarían regularmente al recorrer la tabla en las filas o enlas columnas.

En la tabla capicúa anterior existen dos elementos quecontradicen comportamiento periódico y son: Z = 2 (helio) y Z= 1 (hidrógeno).

El helio tiene un comportamiento similar a los elementoscuyos números atómicos son: 10, 18, 36, 54 y 86, que son losque están a la derecha de los períodos 2, 3, 4, 5 y 6; elhelio también exige estar a la derecha del período 1, paradarle gusto, lo trasladamos a la columna p6, donde él seubica en forma definitiva, por comportamiento químico y nopor distribución electrónica.

Es de anotar que los elementos de esta columna que se conocencomo “gases raros” no fueron predichos por Mendeléiev, suspesos atómicos y sus posiciones en la tabla periódicatuvieron que decidirse mediante la aplicación de la teoríacinética elaborada por los físicos y no mediante laaplicación de métodos químicos tradicionales.

El hidrógeno en nada se parece a los otros elementos de lacolumna s1, tiene un comportamiento intermedio entre lacolumna s1 y p5 (¿medio indeciso?), es decir, el hidrógenoestá como “volando” en el período 1, entre las columnas s1 yp5, como en alguna parte tiene que residenciar, entoncesdejémoslo en la columna s1 por distribución electrónica, perono por comportamiento químico.

PERIODOS112 He 22345----103111213----184192021--------

3031----365373839--------4849----546555671--------8081----8678788103------110

Al hidrógeno, que está volando, aparece en esta casilla, porque ahí le tomaron la foto y queda ubicado por D.E y no por comportamiento químico

El helio queda ubicado aquí por comportamiento químico y no por

D.E.


Los elementos de las “zonas s y p” se llaman “elementosrepresentativos” (si usted los identifica, conoce lo másrepresentativo de la química) y forman los grupos de la tablaperiódica (algunos autores los llaman grupos A), entonceshagamos la tabla representativa, es decir, vamos a omitir loselementos de la zona d, y están sombreados los másrepresentativos de ellos:

Grupos I-s1 II-s2 III-p1 IV-p2 V-p3 VI-p4 VII-p5 VIII-p6

PERÍODOS

1 H 1 He 2

2 Li 3 Be 4 Subgrupos

o “grupos

B”

B 5 C 6 N 7 O 8 F 9 Ne10

3 Na11 Mg12 Al13 Si14 P 15 S 16 Cl17 Ar18

4 K 19 Ca20 Ga31 Ge32 As33 Se34 Br35 Kr36

5 Rb37 Sr38 In49 Sn50 Sb51 Te52 I 53 Xe54

6 Cs55 Ba56 Tl81 Pb82 Bi83 Po84 At85 Rn86

7 Fr87 Ra88

NOTAS DE INTERÉS:

GrupoD. E.termina

en

e- devalencia

Nombre del grupo Observación

I … ns1 1 Metales alcalinos Obvio que el hidrógeno no es delgrupo I,

alcalino significa formador deálcali.

II … ns2 2 Metales alcalino-térreos

III … ns2

np1 3 Grupo del boro

IV … ns2

np2 4 Grupo del carbono

V … ns2

np3 5 Grupo del nitrógeno

VI … ns2

np4 6 Grupo del oxígeno

VII … ns2 7 Halógenos En la naturaleza se encuentrandiatómicos

PERIODOS112 He 22345----103111213----184192021--------

3031----365373839--------4849----546555671--------8081----8678788103------110


np5

VIII … ns2

np6 8 Gases nobles Se llaman inertes, cumplen la regladel octeto,

Observe que el número del grupo coincide con el número deelectrones de valencia.

Los elementos del grupo VIII se denominan inertes o noblespor su baja tendencia a reaccionar con otros elementos;esta estabilidad la poseen por tener “una configuraciónelectrónica estable”, conocida como la regla del octeto,relacionada con sus ocho electrones de valencia: Cada gas noble es “envidiado” por sus elementos circundantes:Los anteriores a cada gas noble tienden a ganar electrones,adquiriendo carga negativa, y así obtienen la DE que“envidian”. Los elementos posteriores, tienden a perder electrones devalencia, adquiriendo carga positiva y así obtienen la DE que“envidian”.

El helio y sus vecinos, que sólo poseen configuraciónelectrónica estable para el nivel 1, que tienen una poblaciónmáxima de dos electrones, cumpliendo la regla del dueto,equivalente a la anterior regla del octeto. El comportamiento anterior hace que los elementos de losgrupos de la tabla periódica tengan un ión característico otípico, así:

Los metales alcalinos ( grupo I) son M1+

Los metales alcalino-térreos ( grupo I I) son M2+

Los no metales halógenos ( grupo V I I) son 1-

Los no metales del grupo V I (antiguamente conocidos como“anfígenos”) son 2-

Los elementos de la zona d se llaman “elementos detransición” y forman los subgrupos (algunos autores losllaman grupos B, pero esta denominación además de no poseer

10Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valencialógica constructiva no aporta información inductiva-deductivaque merezca aplausos). Se llaman de transición porque algunosde ellos auto modifican su D.E haciendo una transición de unoo dos electrones desde el último subnivel s hasta el últimosubnivel d, generando una D.E. “excitada”.Ilustración:

Uno de estos elementos es el cromo (Cr), cuyo número atómicoZ = 24.

DE normal, la que nosotros sabemos hacer: desde 1s hasta elretén anterior a 24 que es 4s y van 20e-, los 4 restantes seubican en el próximo subnivel que es 3d, así: 1s … 4s2 3d4.

DE excitada: pasa un electrón desde 4s hasta 3d y queda: 1s …4s1 3d5

Los elementos que presentan modificación de la D.E. son:Z elemen

to D.E. normal D.E. excitada período

Número de e-

transferidos.24 Cr 1s . . .4s2 / 3d4 1s . . .4s1 / 3d5 4 129 Cu 1s . . .4s2 / 3d9 1s . . .4s1 / 3d10 4 141 Nb 1s . . .5s2 / 4d3 1s . . .5s1 / 4d4 5 142 Mo 1s . . .5s2 / 4d4 1s . . .5s1 / 4d5 5 143 Tc 1s . . .5s2 / 4d5 1s . . .5s1 / 4d6 5 144 Ru 1s . . .5s2 / 4d6 1s . . .5s1 / 4d7 5 145 Rh 1s . . .5s2 / 4d7 1s . . .5s1 / 4d8 5 146 Pd 1s . . .5s2 / 4d8 1s . . .5s0 / 4d10 5 247 Ag 1s . . .5s2 / 4d9 1s . . .5s1 / 4d10 5 1

77 Ir 1s . . .6s2 / 4d145d7

1s . . .6s0 / 4d145d9 6 2

78 Pt 1s . . .6s2 / 4d145d8

1s . . .6s1 / 4d145d9 6 1

70 Au 1s . . .6s2 / 4d145d9

1s . . .6s1 / 4d145d10

6 1

La equivalencia entre las columnas de la zona d y los gruposB, se dan en la siguiente tabla:

III IV V VI VII VIII VIII VIII I II Grupos Bd1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 Fin de la D.E.

11Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valenciailógico

que el

primero

sea el

III

Aquí hay una secuencia lógicaSe dedicana patinar,tambiénilógico

Otra

construcción

ilógica, del

VIII sigue el

I

Justificación del

porque la

denominación de

grupos B no posee una

estructura lógica.

La comparación anterior es para que Usted, sepa interpretarlas tablas periódicas tipográficas.

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Dentro de las propiedades que varían periódicamente alrecorrer la tabla en las filas (períodos) y en las columnas(grupos), exceptuando los gases nobles (fuera de concurso,recuerde que son inertes por su baja tendencia a reaccionar)tenemos: la electronegatividad (EN), Tamaño atómico (TA),carácter metálico (C.M) y potencial de ionización (P.I).Algunos autores consideran como periódica la afinidadelectrónica, pero no es del caso considerarla como tal porqueposee muchas excepciones.

Vamos a considerar, como base de análisis a laelectronegatividad ya que según su definición se puedepredecir como varían las otras propiedades por que estáninterrelacionadas.

ELECTRONEGATIVIDAD (EN)

Indica la fuerza con la cual el núcleo atrae los electronesde valencia (recordemos que son los electrones del últimonivel). Arbitrariamente existen varias escalas con valores deE.N para cada elemento, la más divulgada es la escala deLinnus Pauling.-Químico norteamericano (1901 - ), premioNóbel de química en 1954 y premio Nóbel de la paz en 1962-que posee para el flúor un máximo valor de 4.0 y para elfrancio un mínimo valor de 0.7. Con el siguiente diagramapodemos predecir como aumenta la E.N. al recorrer la tablaperiódica:


mayor EN F

GASESNOBLES

Redactemos lo que “vemos”

En los períodos(horizontales), la ENaumenta o crece de

izquierda a derecha ( ).

En los grupos(verticales), la EN aumenta

o crece de abajo haciaarriba ( ).

Fr menor EN

“Fuera de concurso”

TAMAÑO ATÓMICO (TA) Es la medida del radio de la esfera que contiene la nubeelectrónica.

Como el flúor (F) posee la mayor electronegatividad, atraecon más fuerza los electrones de valencia, por lo tanto, esun átomo “más compacto” y posee menor tamaño atómico. Locontrario para el francio (Fr), en el siguiente diagramapodemos predecir como aumenta el tamaño atómico al recorrerla tabla en las filas (períodos) y en las columnas:

menor TA F Redactemos lo que “vemos”

En los períodos(horizontales), el TA

aumenta o crece de derechaa izquierda ( ).

En los grupos(verticales), el TA aumentao crece de arriba hacia

abajo ( ).Fr mayor TA

CARÁCTER METÁLICO (CM)Es la tendencia que tiene un elemento para ceder suselectrones de valencia, esto significa que tiende a ser un

13Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valenciaión de carga positiva, (algunos autores a estos iones losidentifican como cationes pero esta especificación adquieresentido después de estudiar electroquímica) Como el francio posee la menor electronegatividad, atrae conmenos fuerza sus electrones de valencia y tiende a cederloscon más facilidad, por lo tanto posee mayor caráctermetálico; el flúor lo contrario. Según lo anterior podemospredecir como aumenta el carácter metálico al recorrer latabla periódica así:

menor CM F

GASESNOBLES

Redactemos lo que “vemos”

En los períodos(horizontales), el CM

aumenta o crece de derechaa izquierda ( ).

En los grupos(verticales), el CM aumentao crece de arriba hacia

abajo ( ).Fr mayor CM

“fuera de concurso”

Observe que los elementos de los grupos I y II son los gruposde mayor carácter metálico y esto justifica que loselementos del grupo I se llamen metales alcalinos y loselementos del grupo II se llamen metales alcalino-térreos.

En general los elementos vecinos al francio tienen caráctermetálico ( tendencia a ser ion positivo) y sus antónimos, losvecinos del flúor poseen carácter no metálico (tendencia aser ion negativo); como el hidrógeno no se sabe de quien esvecino (está “volando”) a veces posee carácter metálico y aveces carácter no metálico, es decir a veces posee cargapositiva y a veces carga negativo, dependiendo de laelectronegatividad relativa que posea el otro elemento que secombine con él para formar compuestos.

Nota 1: actualmente en la tabla periódica existen unos 110elementos; químicamente hablando vamos a omitir los gases

14Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valencianobles y los elementos de las “tierras raras” y sobrevivenpara nuestro interés 76 elementos que se clasifican comometales (M), que son 61 y como no metales () que son 15únicamente.

Nota 2: Existen varias maneras de dominar estos 76 elementos: Se aprende los 76, en nuestra opinión si usted es “loco”,

ya que cultura general química no son sólidosconocimientos de química.

Se aprende los 61 metales (M), si está desocupado y notiene nada más que hacer. Y los que no se sepa son los nometales ( ).

Se aprende los 15 no metales (), si es práctico, y losque no se sepa son los metales ( M ); para que no se lostenga que aprender de memoria sugerimos lo que lospsicólogos llaman NEMOTECNIA o MNEMOTECNIA (Arte dedesarrollar la memoria), así:El flúor y sus vecinos son:

III IV V VI VIIBoro Carbono Nitrógeno Oxígeno Flúor

Silicio P-fósforo S-azufre CloroAs-arsénico Selenio Bromo

Telurio IodoObserve que los no metales están formando una “escalera” At-astato

Grupo VII: Como 7 es un número bíblico, a este grupo de loshalógenos lo llamaremos el grupo de Cristo, ya que Cristo:Fue Clavado Brutalmente I Atado. A Dios lo que es de Dios,este acróstico fue implementado por un alumno de grado décimodel Colegio de la UPB.

VII halógenos X2

Flúor FueCloro Clavado

Bromo Brutalmente

Iodo IAt-astato Atado


Grupo VI: Como está antes del de Cristo este es el grupoanti-Cristo y en este grupo está el azufre (el Diablo huele aazufre, decían nuestros abuelos). Los podemos asociar con elacróstico: Ojalá Satán Se Tenga.

VIOxígeno OjaláS-azufre SatánSelenio SeTelurio Tenga

Grupo V: Este es el grupo de las relaciones colombo-argentinas en fútbol. ¿Será por el cinco cero?; sin embargoen las eliminatorias para el mundial del 98: No PudoAsprilla.

VNitrógeno NoP-fósforo PudoAs-arsénico Asprilla

Grupo IV: Como ya tenemos 12 de los 15 no metales (),podemos afirmar que: SiCe. Finalmente:

IVCarbono CaSilicio Si

Grupo III: Bueno, ya acabamos.III

Boro Bueno ya acabamos

Terminaremos afirmando que aunque la química no es memoria,tampoco es ignorancia, y alrededor de la ignorancia no sepuede analizar.

POTENCIAL DE IONIZACIÓN (PI)Es la energía requerida para quitarle un electrón a un átomo.

16Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaComo el flúor es el elemento más electronegativo, entoncesatrae con más fuerza sus electrones de valencia y por lotanto se requiere más energía para quitarle un electrón devalencia. Por esta razón, es el elemento de mayor potencialde ionización. Para el francio lo contrario, según loanterior podemos predecir como crece el potencial deionización al recorrer la tabla periódica, según la siguientegráfica:

mayor PI F Redactemos lo que “vemos”

En los períodos(horizontales), el PIaumenta o crece de

izquierda a derecha ( ).

En los grupos(verticales), el PI aumenta

o crece de abajo haciaarriba ( ).

Fr menor PI

ENLACE QUÍMICO

Cuando “algo positivo” se encuentra con “algo negativo” seatraen y se unen, química no es la excepción; porvariaciones periódicas vimos que existen elementos contendencia a ser positivos (los metales, M) y elementos contendencia a ser negativos (los no metales, ) que también seunen para formar compuestos y se originan diferentes tipos deenlace, así:

Enlace iónico, en general este tipo de enlace se presentacuando se unen metal y no metal (M - ), los elementosque participan en este enlace adquieren carga real ya queexiste transferencia de electrones, el metal los pierde(para adquirir la D.E del gas noble más próximo a él). Elno-metal gana electrones para el mismo propósito (paraadquirir la D.E del gas noble más cercano)


La tendencia que tienen los elementos M y de adquirir laconfiguración electrónica o distribución electrónica delgas noble más próximo a ellos se conoce como “regla delocteto”, ya que los gases nobles (grupo VIII) poseen 8electrones de valencia.

Enlace covalente, este tipo de enlace se presenta entre unno-metal y otro no-metal ( - ), el no-metal máselectronegativo adquiere una carga negativa aparente y elno-metal menos electronegativo adquiere una carga positivaaparente, en este caso no existe transferencia deelectrones, se comparten y el más electronegativo losretiene “más tiempo” y por esta razón es la apariencianegativa.

Podemos decir que existen dos tipos de enlace covalente:polar y no polar; en un curso de química orgánica seplantea con más profundidad este comportamiento.

Nota: Existen algunos casos en los cuales hay contradiccionesexperimentales de “sustancias de enlace covalente” que actúancomo si fueran “sustancias iónicas”, una de estas sustancias“mártires” es el HCl, ya que:

HCl en forma gaseosa, (así se llama cloruro de hidrógeno), escovalente y además polar.

HCl en solución acuosa “disuelto en agua”, (así se llamaácido clorhídrico), es electrolito fuerte, patrimonio deenlace iónico, es decir, conduce bien la electricidad.

Lo anterior nos recuerda que “según la aerodinámica” (cienciadel arte de volar, que ya nos llevó a La Luna y más allá) elcolibrí no puede volar (tiene un cuerpo proporcionalmente muygrande comparado con sus alas), pero como el colibrí no haestudiado aerodinámica, él vuela.


ACTIVIDADES

Actividades guiadas

Como la tabla

periódica es una

consecuencia de

la D.E. tengamos

a mano la

siguiente

“herramienta”

=

1

R

E

T

E

N

E

S

1s =

2

=

3

22s 2p =

4

=

5

43s 3p 3d =

6

=

7

124s 4p 4d 4f =

8

20 5s 5p 5d 5f 5g

38 6s 6p 6d 6f 6g 6h56 7s 7p 7d 7f 7g 7h 7i88

1. Para los siguientes elementos hipotéticos, determinar sunúmero atómico, si de ellos conocemos:

a. Período 4, columna d7.

Procedimiento: como pertenece al período 4, su DE va desde1s hasta el retén 4s – recuerde que el período está dadopor el máximo coeficiente del subnivel s, y ahí van 20e-, ycontinuamos la DE hasta el siguiente d7, ya que suterminación nos confirma la columna, así: 1s … 4s /3d7

Por lo visto, el número atómico de este elemento es 20 + 7= 27Este ejercicio puede llevar a equivocaciones a quienescrean que la DE va desde 1s hasta 4d7

Quien cometa este error está cambiando la definición deperíodo.


b. Período 6, columna p4.

Procedimiento: como pertenece al período 6, su DE va desde1s hasta el retén 6s – recuerde que el período está dadopor el máximo coeficiente del subnivel s, y ahí van 56e-, ycontinuamos la D.E. hasta el siguiente p4, ya que laterminación de la DE nos confirma la columna, así: 1s … 6s /4f14 5d10 6p4

Por lo visto, el número atómico de este elemento es 56 +14 + 10 + 4 = 84

c. Período 6, columna f10.

Procedimiento: como pertenece al período 6, su DE va desde1s hasta el retén 6s – recuerde que el período está dadopor el máximo coeficiente del subnivel s, y ahí van 56e-, ycontinuamos la DE hasta el siguiente f10, ya que laterminación de la DE nos confirma la columna, así: 1s … 6s /4f10

Por lo visto, el número atómico de este elemento es 56 +10 = 66Este ejercicio puede llevar a equivocaciones a quienescrean que la DE va desde:1s … hasta 6f10

Quien cometa este error está cambiando la definición deperíodo.

d. Si gana 2e- queda “isoelectrónico” con el gas noble delperíodo 5.

Procedimiento: isoelectrónico significa: - iso: (igual),electrónico: (electrones) – que cuando el elemento ganedos electrones queda con el mismo número de electrones delgas noble del período 5, entonces vamos a determinarcuantos electrones tiene dicho gas noble, en el cual su DEva desde 1s hasta 5s (van 38e-, ¿porqué?) y continuamos laDE hasta el siguiente p6 ( recuerde que los gases noblesson los del grupo V I I I y que están ubicados en la


columna p6), por lo dicho, la DE abreviada del gas noblees:1s … 5s / 4d10 5p6.El número atómico del gas noble es: 38 + 10 + 6 = 54El elemento de este ejercicio después de ganar 2e- quedacon 54e-, por lo tanto él tenía 52e- y su número atómico es52.

e. El halógeno del período 4.

Vamos a determinar cuantos electrones tiene el halógeno,en el cual su DE va desde 1s hasta 4s (van 20e-, ¿por qué?)y continuamos la DE hasta el siguiente p5 (recuerde que loshalógenos son los del grupo VII o de Cristo y que estánubicados en la columna p5), por lo dicho, la DE abreviadadel halógeno es:1s … 4s / 3d10 4p5

El número atómico del halógeno es: 20 + 10 + 5 = 35

f. El metal alcalino-térreo del período 7

La DE abreviada de este elemento va desde 1s hasta 7s( van 88e-) y como la terminación es s2 (¿Porqué?),entonces el número atómico de este elemento es 88.

g. Ubicado en el período 3 y posee 5e- de valencia.

Procedimiento: este elemento pertenece al grupo V,recuerde que el número de electrones de valencia coincidecon el número del grupo, y por lo tanto, la DE termina enp3, entonces su DE abreviada va desde 1s hasta 3s( ¿Porqué?) y van 20e- y continuamos hasta el siguiente p3,así: 1s… 3s / 3p3, por lo tanto el número atómico de esteelemento es:

Z = 12 + 3 = 152 En el siguiente segmento de tabla periódica están ubicadosunos elementos hipotéticos, a los cuales les identificamosperíodo (fila) y columna:


s 2 f 3 d 5 p 1 p 2 p 3 p 4 p 5 p 6

grupoII III IV V VI VII

VII

I

PERÍODO

1 He234 B E G5 D6 C7 A

a. ¿Cuál elemento tiene carga característica de +2?Los elementos que tienen esta característica son los delgrupo I I, es decir, los de la columna s2 y en esta columnaexisten los elementos hipotéticos B y A.

b ¿Cuáles elementos tienen carga característica de –1?

Los elementos que tienen esta característica son los delgrupo VII, es decir, los de la columna p5 y en esta columnaexiste el elemento hipotético E.

c ¿Cuál elemento es el más electronegativo?

Como la electronegatividad (EN) aumenta de izquierda aderecha y de abajo hacia arriba, de inercia, se puede llegara afirmar que el más electronegativo es el elemento G, peroeste elemento es un gas noble, por estar ubicado en lacolumna p6, que corresponde al grupo VIII; estos elementosestán “fuera de concurso”. Si no nos dejamos distraer yomitimos el elemento G, entonces el más electronegativo es elelemento E, por estar ubicado en la parte superior derecha.

d. Ordenar en forma creciente de electronegatividades dichoselementos

22Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaEl elemento menos electronegativo es el A (por encontrarse enla parte inferior izquierda), si no lo miramos compiten el B,por estar en la parte izquierda y el C, por estar en la parteinferior, pero entre estos dos elementos, ¿cuál es menoselectronegativo?. Por variaciones periódicas es imposibledilucidar cual es menos electronegativo, ya que al recorrerla tabla desde B hasta C, la E.N. aumenta y luego disminuye;de la única manera que podemos organizar estos elementos esconociendo sus valores de electronegatividad, por lo tanto,vamos a omitir a uno de ellos, en este caso, vamos a omitirel elemento B, ya que el también interfiere con el elementoD. Por lo tanto, el orden ascendente queda: A C D ENota: por lo dicho en este numeral y en el anterior, loselementos B y G no clasifican.

e. ¿Cuáles elementos son metales alcalinos?

Ninguno, ya que los metales alcalinos son los del grupo I(columna s1) y en esta columna no existen elementoshipotéticos.

f. ¿El tamaño atómico de C es mayor que el tamaño atómico deE?

Como el tamaño atómico aumenta de arriba hacia abajo y dederecha a izquierda, entonces es verdadera la premisaanterior, ya que para ir de E a C, recorremos el aumento deltamaño atómico.

g. ¿Cuáles elementos son metales alcalino-térreos?

Los metales alcalino-térreos son los del grupo II (columnas2) y en esta columna están los elementos hipotéticos A y B.

h. ¿Cuáles elementos tienen 6e- de valencia?

23Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaComo el número de electrones de valencia coincide con elnúmero del grupo, entonces debemos identificar los elementosdel grupo VI (columna p4) y en esta columna tenemos elelemento D.

Actividades propuestas o taller

a. Coloque dentro del paréntesis V, si es verdadero o F, sies falso.

1. ( ) Si la DE de un elemento termina en 3p4, entoncesse ubica en la tabla periódica en: período 3, grupo VI.

2. ( ) Si la DE de un elemento termina en 5s2, entoncesse ubica en la tabla periódica en: período 5, grupo II.

3. ( ) Si la DE de un elemento termina en 3d7, entoncesse ubica en la tabla periódica en: período 3, grupo VIIIB.

4. ( ) Los elementos de la familia IIB (columna d10)tienen DE que termina en ns2 (n – 1) d10.

5. ( ) 3 especies isoelectrónicas con 20 Ca 2+ son: 18Ar,17Cl 1- y 16S 2-.

6. ( ) El elemento cuyo número atómico es Z = 19 es unmetal alcalino-térreo.

1. 7. ( ) El elemento cuyo número atómico es Z = 35 esun halógeno.

b. Las siguientes especies iónicas hipotéticas: B 1 +, C 2 +, D1 – y E 3 – son isoelectrónicas con el ión hipotético X 2 -.Si el número atómico de X es 16, establecer:

1. Haga la DE abreviada (usando el retén) para cada uno deellos.

2. El número atómico de B, C, D , E y X

24Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia3. Ubicación en la tabla periódica (fila, columna) de B, C,

D, E y X.4. ¿Cuál elemento hipotético tiene mayor tamaño atómico?5. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor tamaño atómico?6. ¿Cuál elemento hipotético tiene mayor potencial de

ionización?7. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor potencial de

ionización?8. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor electronegatividad?9. ¿Cuál elemento hipotético posee 6e- de valencia?10. ¿Cuál elemento hipotético es un halógeno?11. ¿Cuál elemento hipotético es un metal alcalino?12. ¿Cuál elemento hipotético es un metal alcalino-térreo?13. ¿Cuáles elementos forman enlace iónico?14. ¿Cuáles elementos forman enlace covalente?15. ¿Cuáles elementos son metálicos?16. ¿Cuáles elementos son no metales?17. ¿Cuál es el gas noble “envidiado” por ellos?18. ¿Cuál elemento hipotético tiene mayor carácter metálico?19. ¿Cuál elemento hipotético tiene mayor carácter no

metálico?20. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor carácter

metálico?21. ¿Cuál elemento hipotético tiene menor carácter no

metálico?22. ¿Para cuál elemento hipotético los números cuánticos de

su último electrón son: 3, 1, -1, - ½23. ¿Cuál elemento posee 1e- de valencia?24. ¿Cuál elemento posee 7e- de valencia?25. El elemento C ¿Cuántos orbitales tiene ocupados?26. El elemento D ¿Cuántos subniveles tiene ocupados?27. El elemento E ¿Cuántos niveles tiene ocupados?28. El elemento B ¿Cuántos niveles tiene ocupados

completamente?29. El elemento C ¿Cuántos electrones tiene desapareados?

c. A continuación se da una serie de átomos (con símbolos hipotéticos), y para cada uno de ellos se presenta una


propiedad así:

Elemento A: Cuando gana 2e- queda isoelectrónico con el gasnoble del período 4.Elemento B: Cuando pierde 1e- queda isoelectrónico con el gas noble del período 3. Elemento C: Se localiza en el período 4, grupo V.Elemento D: Su DE termina en 4s2

Elemento E: Posee 35 protones

De acuerdo con lo anterior determinar:

1. La DE de cada elemento hipotético.2. La ubicación de cada elemento hipotético en la tabla periódica (período, columna).3. Ordenarlos en orden creciente de tamaño atómico. 1. Ordenarlos en orden creciente de electronegatividad.2. Ordenarlos en orden creciente de potencial de ionización.3. ¿Cuál es el átomo que gana electrones más fácilmente?4. ¿Cuál es el átomo que pierde electrones más fácilmente?5. ¿Cuáles elementos se consideran no metales?6. ¿Cuáles elementos se consideran metales?7. ¿Cuáles son los números cuánticos del último electrón delelemento D?

d. Para cada elemento hipotético se da una característica:

Elemento A: gas noble del período 5Elemento B: metal alcalino del período 4.Elemento C: cuando se convierte en C2– queda isoelectrónicocon B.Elemento D: cuando se convierte en D1+ queda isoelectrónicocon C.Elemento E: su DE (notación espectral) termina en 2s2 2p5

Elemento F: su DE excitada termina en 4s1 3d5

Elemento G: está en el período 2 y tiene 6e- de valencia.Elemento H: los números cuánticos de su último electrón son:4, 2, -1, -½

26Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaDe acuerdo con lo anterior, determinar:

1. ¿Cuáles de ellos son metales?2. ¿Cuáles de ellos son no metales?3. Para los elementos representativos, ¿cuáles son sus iones

característicos?

e. Coloque en el paréntesis el número o los números de laizquierda que mejor correspondan:

1. Z = 33 ( ) Metal alcalino2. Z = 55 ( ) DE termina en 3d3

3. Z = 19 ( ) DE termina en p3

4. Z = 8 ( ) Metal alcalino-térreo5. Z = 5 ( ) Metal alcalino6. Z = 23 ( ) DE termina en 3s2 3p3

7. Z = 83 ( ) DE termina en p1

8. Z = 20 ( ) halógeno9. Z = 12 ( ) Grupo VII10. Z = 35 ( ) Tiene 20 protones11. Z = 15 ( ) Nivel 4 completamente lleno12. Z = 58 ( ) Menor radio atómico13. Z = 59 ( ) período 4, grupo V14. Z = 1 ( ) Tiene 6e- de valencia15. Z = 30 ( ) Bajo potencial de ionización

e. En la siguiente tabla capicúa se ubican hipotéticamentealgunos elementos:

PERIODOS112 He 22AGPFSH3BNRQ4C---J-K--O---T5ÑD-

I----M----Z6-E---L-----W7------

Al hidrógeno, que está volando, aparece en esta casilla, porque ahí le tomaron la foto y queda ubicado por D.E y no por comportamiento químico

El helio queda ubicado aquí por comportamiento

químico y no por D.E.

27Química General...en la U. Unidad 2 Tabla PeriódicaAutor: IQ Luís Fernando Montoya ValenciaPara ellos resuelva las siguientes situaciones:

1. Haga la DE de N y F.2. Dar el número atómico de D y M.3. Cuando B se ioniza, la D.E del ión coincide con la DE del

elemento: …4. ¿Qué carga tiene el ión típico de N?5. ¿Cuántos niveles de energía tienen Ñ y Q?6. El elemento K, ¿Cuántos orbitales tiene ocupados?7. ¿Cuáles serían metales alcalinos?8. ¿Cuáles serían metales alcalino-térreos?9. ¿Cuáles serían los halógenos?10. ¿Cuáles serían los no metales? ( haga la escalera )11. ¿Cuáles serían elementos de transición?12. N es más electronegativo que A ( ) V o F13. El ión típico de P es P 1 - ( ) V o F14. El radio atómico de N es menor que el de A ( ) V o F15. S es el elemento más electronegativo ( ) V o F16. D es más electronegativo que R ( ) V o F17. El potencial de ionización de B es mayor que el de Ñ (

) V o F18. T es más electronegativo que W ( ) V o F19. El tamaño atómico de R es mayor que el de B ( ) V o F20. Los elementos H y Z son muy activos ( ) V o F

cap 2 tabla periodica

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