la tabla periÓdica y propiedades quimicas. historia de la tabla peridodica octavas triadas...
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LA TABLA PERIÓDICA Y
PROPIEDADES QUIMICAS.
HISTORIA DE LA TABLA PERIDODICA
OCTAVASTRIADAS MENDELEIEV T.P.A.
CLASIFICACIÓN63 ELEMENTOS HENRY MOSELEY
FILOSOFO - INGLES
ORGANIZA
NEWLANDS
ORDENA
DOBEREINERNUEVAPROPUSO
ELEMENTOS PROPIEDADES
DEMUESTRAORGANIZÓ
ELEMENTOS QUÍMICOS
PROPIEDADES
MASAS ATOMICAS
RELACIÓN
OBSERVO
GRUPOS
PRIMERO OCTAVO
OBSERVO7
MASAS ATOMICAS
ORDEN CRECIENTE
ACUERDO ORDEN CRECIENTE MASAS AT
AGRUPO
PERIODO HORIZONTAL
GRUPOS VERTICAL
PRESENTAN
PROPIEDADES QUIMICAS PARECIDAS
DEPENDE
N° ATOMICOS
PROPUSO
ORDENARLOS
CONOCER
LEY PERIODICA
Z
TABLA PERIODICA ACTUAL
Los químicos siempre han sentido la necesidad de clasificar los elementos para facilitar su estudio y el de los compuestos.
Se intentaron varias clasificaciones, casi todas con defectos.
En 1914 HENRY MOSELEY propone una clasificación sin los defectos de las anteriores.
Planteó la siguiente Ley Periódica: “Las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de la configuración electrónica y varían con el incremento de los números atómicos”.
Para poner de manifiesto la reaparición de las propiedades se acostumbra a colocar a los elementos en la disposición llamada TABLA O SISTEMA PERIÓDICO.
El SISTEMA PERIÓDICO está representado de la siguiente forma:
1. GRUPOS O FAMILIAS: ordenaciones verticales de elementos.
a) Grupos Principales:1-2-13-14-15-16-17-18.
b) Grupos Secundarios:3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13.
Los Grupos en la Tabla Periódica Los grupos con mayor número de elementos (1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18), se conocen como grupos principales,
IA
Grupos
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB
ubican su ultimo electrón en el ultimo nivel (orbital “s” u orbital “p”).
s p
s
GRUPOS
Grupo Representativo “A”IA ns1 ALCALINOS E
IIA ns2 ALCALINOS TERREOS E
IIIA ns2np1 BOROIDES E
IVA ns2np2 CARBONOIDES E
VA ns2np3 NITROGENOIDES E
VIA ns2np4 CALCOGENOS ó Anfigenos E
VIIA ns2np5 HALOGENOS E
VIIIA ns2np6 GASES NOBLES E
Grupo de Transición “B”
IIIB (n-1)d1 ns2 Fam . Scanio
IVB (n-1)d2 ns2 Fam. Titanio VB (n-1)d3 ns2 Fam. Vanadio VIB (n-1)d4 ns2 Fam. CromoVIIB (n-1)d5 ns2 Fam. ManganesoVIIIB (n-1)d6 ns2 Fam. del HierroVIIIB (n-1)d7 ns2 Fam. del CobaltoVIIIB (n-1)d8 ns2 Fam. del NiquelIB (n-1)d10 ns1 Fam. del cobreIIB (n-1)d10 ns2 Fam. del Zinc
Análisis de la Tabla Periódica ActualLos grupos constan de 18 columnas verticales. Se nombran desde la izquierda a la derecha por números romanos y una letra A o B. También se designan con los números del 1 al 18.
GRUPOS
IA VIIIA
PERIODOS
1
7
Periodos: Consta de 7 filas horizontales. Se numeran de arriba hacia abajo.
PERIODOS
Son siete filas horizontales señaladas con números arábigos ( 1; 2; 3, 4 ; 5; 6; 7) . Los tres primeros son periódos cortos y los siguientes son largos.
Los Grupos en la Tabla Periódica
Los elementos de la primera fila de elementos de transición interna se denominan lantánidos .
Los de la segunda fila son actínidos.
IA
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB
actínidoslantánidos
Capas de Valencia En las interacciones entre los distintos átomos sólo intervienen los electrones situados en la capa más externa.
Los denominados electrones de valencia situados en la llamada capa de valencia, ya que al ser los electrones que se encuentran más lejanos del núcleo y más apantallados por los restantes electrones, son los que están retenidos más débilmente y los que con más facilidad se pierden.
Todos los átomos tienden a tener en su capa de valencia únicamente ocho electrones. Así que el número real de electrones de su capa de valencia influirá también en sus propiedades.
El orden de los elementos en la tabla periódica, y la forma de ésta, con periodos de distintos tamaños, se debe a su configuración electrónica
Una configuración especialmente estable es aquella en la que el elemento tiene en su última capa, la capa de valencia, 8 electrones, 2 en el orbital s y seis en los orbitales p, de forma que los orbitales s y p están completos.
En un grupo, los elementos tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia.
Así, conocida la configuración electrónica de un elemento sabemos su situación en la tabla y, a la inversa, conociendo su situación en la tabla sabemos su configuración electrónica.
Acomodo de orbitales en la Tabla Periódica
Los primeros dos grupos están completando orbitales s, el correspondiente a la capa que indica el periodo.
Así, el rubidio, en el quinto periodo, tendrá es su capa de valencia la configuración 5s1, mientras que el bario, en el periodo sexto, tendrá la configuración 6s2.
Acomodo de orbitales en la Tabla Periódica
IIA
1
2
3
4
5
6
7
s
IA
Alca
linos
Alca
linot
érre
os
Los grupos 3 a 12 completan los orbitales d de la capa anterior a la capa de valencia, de forma que hierro y cobalto, en el periodo cuarto, tendrán las configuraciones 3d64s2 y 3d74s2, en la que la capa de valencia no se modifica pero sí la capa anterior.
Acomodo de orbitales en la Tabla Periódica
dIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
4
5
7
6
Los Grupos en la Tabla Periódica
Los grupos del 3 al 12 (identificados con letra B), están formados por los llamados elementos de transición
IA
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB
Estos grupos (B), contienen los elementos que al desarrollar su configuración electrónica ubican su ultimo electrón en un nivel que no es el ultimo.
Son elementos de transición externa si ubican su ultimo electrón en el penúltimo nivel (orbital “d”). Son elementos de transición interna los que ubican el ultimo electrón en el antepenúltimo nivel (orbital “f”).
df
Acomodo de orbitales en la Tabla Periódica
Finalmente, en los elementos de transición interna, los elementos completan los orbitales f de su antepenúltima capa.
f6
7
IIA
1
2
3
4
5
6
7
6
7
sd p
f
IA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
Alc
alin
os
Alc
alin
oté
rreo
s
Tér
reo
s
IIIA
Car
bo
no
ideo
s
IVA
Nit
rog
eno
ideo
s
VA
An
fig
eno
s
VIA
Hal
og
eno
s
VIIA
Gas
es
no
ble
s
VIIIA
Tierras raras
Tabla Periódica por Bloques de Orbitales
Acomodo de orbitales en la Tabla Periódica
Ejercicio...
De acuerdo a los criterios entregados anteriormente, clasifique los siguientes elementos: Cl, Cu, Sc, Ar, Zn, He, Po.
La configuración electrónica según su distribución electrónica (D.E) empleando la T.P
Para determinar la celda de cada elemento, en la cual se asigna su símbolo, hay que definir la columna (vertical) y la fila (horizontal), conocidas como Grupo y Periodo, basados en su distribución electrónica (DE)
Celda
La columna (grupo)está dada por la “terminación” de la DE
La fila (período),está dada por el
máximo coeficiente del subnivel s
Como las columnas están dadas por la terminación de la DE, en la tabla periódica actual existen cuatro zonas:
Zona s con dos columnas:s1 y s2
Zona p con seis columnas:desde p1 hasta p6
Zona d con diez columnas:desde d1 hasta d10
Zona f con catorce columnas:desde f 1 hasta f 14
Fila (Periodo): Es el nivel mas alto en el que termina la DE y esta determinado por el subnivel s (el número mas alto que acompaña a s)
Columna (Grupo), si la DE termina en: s se encuentra en la zona s, grupo A, columna I o II, depende
de los electrones que estén en el subnivel. (en s solo puede haber 1 o 2).
p se encuentra en la zona p, grupo A, columna desde III a VIII (6 columnas), éste
número resulta de sumar los electrones del subnivel s y p del mismo nivel.
d se encuentra en la zona d, grupo B, columna desde III a II (10 columnas), se relacionan de acuerdo a los electrones presentes en este subnivel.
d1 d3d2 d4 d6d5 d10d9d7 d8
I IIIII IV V VI VII VIII VIII VIII
p, está en la zona p, grupo A, la columna será la suma de los electrones presentes en s y p del mismo nivel.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Grupo VIII A
Periodo 3
s, está en la zona s grupo A la columna depende de los electrones que estén en el subnivel y como el subnivel s solo puede alojar 1 o 2 electrones (e-) estará en la columna I o II.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Periodo 4
Grupo II A
Si termina en:
d, está en la zona d, grupo B, la columna depende de los electrones que estén presentes en el subnivel, (orbital), si es 1e- (d1 ), está en la columna III y así sucesivamente como se indico en diapositiva anterior.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
Periodo 4
Grupo VII B
d1 d3d2 d4 d6d5 d10d9d7 d8
I IIIII IV V VI VII VIII VIII VIII
es el actinio (Ac)
Fila operíodo
s1 s2
Zona s
Zonap
p1 p3p2 p4 p6p5
Zonad
z
o
n
a
f
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
103 104 105 106 107 108 109 110 111 112
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102
2
1
4
3
6
5
7
6
7
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Lantánidos
Actínidos
Tierras raras
f 1 f 14f 7f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 f 8 f 13f 12f 9 f 10 f 11
d1 d3d2 d4 d6d5 d10d9d7 d8
3
11
19
37
55
87
9
17
35
53
85
4
12
20
38
56
88
10
18
36
54
86
8
16
34
52
84
7
15
33
51
83
6
14
32
50
82
5
13
31
49
81
1 2
Porque el elemento Z = 57
Los tipógrafos no saben química o no saben contar, al recortar la Zona f:algunos cortan del 58 al 71 y del 90 al 103,
Observe que tipo de error posee su tabla periódica
otros cortan del 57 al 71 y del 89 al 103
es el lantano (La)Porque el elemento Z = 89
Uno de los pocos
textos que tiene bien el corte de la
zona f es el la American Chemical Society:
“Química un Proyecto de la ACS”. Editorial
REVERTÉ. España 2005
Fila operíodo
s1 s2
Zona s
Zonap
p1 p3p2 p4 p6p5
Zonad
d1 d3d2 d4 d6d5 d10d9d7 d8
z
o
n
a
f
2
1
4
3
6
5
7
grupos I II III IV V VI VII VIII
H
He H
He
3
11
19
37
55
87
9
17
35
53
85
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
4
12
20
38
56
88
2
10
18
36
54
86
B
Aℓ
Ga
In
Tℓ
F
Cℓ
Br
I
At
8
16
34
52
84
O
S
Se
Te
Po
7
15
33
51
83
N
P
As
Sb
Bi
6
14
32
50
82
C
Si
Ge
Sn
Pb
5
13
31
49
81
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
103 104 105 106 107 108 109 110 111 112
Gases nobles
halógenos
Alcalino térreos
alcalinos
1 2 1
notas
s y pLos elementos de las zonasforman los grupos A de la tabla periódica y son ocho, se conocen como
El helio (He), Z=2 exige estar a la derecha del período 1
El hidrógeno (H), Z=1 puede estara la izquierda del helio oa la izquierda del período 1(como volando)
H1
elementos representativos, el número del grupo coincide con el número de electrones de valencia
Los elementos de la zona d se llaman “elementos de transición” y forman los subgrupos
Se llaman de transición porque algunos de ellos auto modifican su DE haciendo una transición de uno o dos electrones desde el último subnivel s hasta el último subnivel d, generando una DE “excitada”.
d1 d3d2 d4 d6d5 d10d9d7 d8
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
103 104 105 106 107 108 109 110 111 112
Fila operíodo
4
6
5
7
Z D.E. normal D.E. excitada Fila# de e-
transferidos.
24 Cr 1s . . .4s2 / 3d4 1s . . .4s1 / 3d5 4 1
29 Cu 1s . . .4s2 / 3d9 1s . . .4s1 / 3d10 4 1
41 Nb 1s . . .5s2 / 4d3 1s . . .5s1 / 4d4 5 1
42 Mo 1s . . .5s2 / 4d4 1s . . .5s1 / 4d5 5 1
43 Tc 1s . . .5s2 / 4d5 1s . . .5s1 / 4d6 5 1
44 Ru 1s . . .5s2 / 4d6 1s . . .5s1 / 4d7 5 1
45 Rh 1s . . .5s2 / 4d7 1s . . .5s1 / 4d8 5 1
46 Pd 1s . . .5s2 / 4d8 1s . . .5s0 / 4d10 5 2
47 Ag 1s . . .5s2 / 4d9 1s . . .5s1 / 4d10 5 1
77 Ir 1s . . .6s2 / 4f145d7 1s . . .6s0 / 4f145d9 6 2
78 Pt 1s . . .6s2 / 4f145d8 1s . . .6s1 / 4f145d9 6 1
79 Au 1s . . .6s2 / 4f145d9 1s . . .6s1 / 4f145d10 6 1
Estos son los elementos
que presentanmodificación
de la DE
Clasificación periódica de los elementos
1.Elementos representativos: Se distribuyen a lo largo de casi todos los grupos. Se excluyen los elementos del grupo 3 al 12 y el grupo 18.Tienen todos sus niveles completos a excepción del último.La configuración electrónica más externa comprende aquellas que van desde:
ns1hasta ns2np5
2.Elementos de transición: Son los correspondientes a los grupos 3 al 12 y se caracterizan por presentar el penúltimo subnivel d y /o el último niveles incompleto. La configuración electrónica externa de estos elementos, en general se puede representar como:
(n-1)d1-----9 ns2
3. Elementos de transición interna: Tienen un subnivel incompleto, el f. Estos elementos corresponden a los períodos 6 y 7y no se clasifican en grupos.
4.Elementos Inertes o gases nobles: Se ubican en el grupo 18 y se caracteriza por tener todos sus niveles energéticos completos. Su configuración externa se representa por ns2np6 a excepción del He que tiene una configuración del tipo 1s2.
Otra clasificación: metales, no metales y metaloides.
Metales Metaloides No metales
Buenos conductores del calor y la electricidad
Conducen la electricidad en ciertas condiciones
Malos conductores del calor y la electricidad
Son maleables y dúctiles
La mayoría no son maleables ni dúctiles
No son maleables ni dúctiles
Sus puntos de fusión y ebullición son altos
Sus puntos de fusión y ebullición son medios
Sus puntos de fusión y ebullición son bajos
Al reaccionar cede sus electrones
Al reaccionar se puede comportar como metal o como no metal
Al reaccionar comparte o acepta electrones
RADIO ATOMICO
ENERGIA DE IONIZACION
ELECTRONEGATIVIDAD
CARÁCTER METALICO
Variación en la Tabla Periódica
Es la mitad de la distancia entre los centros de dos átomos vecinos o es la distancia promedio entre el último electrón del nivel más externo y el núcleo.
LOS RADIOS ATOMICOS AUMENTAN EN TERMINOS GENERALES HACIA ABAJO EN UN GRUPO Y DISMINUYEN A LO LARGO DE UN PERIODO
Radio Atómico en la Tabla Periódica
El radio atómico, es decir, el tamaño exacto de un átomo, es muy difícil de determinar, ya que depende del estado de agregación del elemento y de la especie química que forma.
El radio atómico dependerá de la distancia al núcleo de los electrones de la capa de valencia
IIA
1
2
3
4
5
6
7
6
7
IA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
Alc
alin
os
Alc
alin
oté
rreo
s
Tér
reo
s
IIIA
Car
bo
no
ideo
s
IVA
Nit
rog
eno
ideo
s
VA
An
fig
eno
s
VIA
Hal
og
eno
s
VIIA
Ga
ses
no
ble
s
VIIIA
Tierras raras
Radio AtómicoA
um
enta
Radio atómico: Distancia promedio que existe entre el núcleo de un átomo y la capa electrónica más
externa.
Grupo VII-A radio atómico (Å) 9 F
17 Cl35 Br
53 I
0.720.991.141.33
Angstrom (Å): Unidad de medida de longitud siendo equivalente a 1 x 10-10
m, no se utiliza en el Sistema Internacional de Unidades ( SI).
Período 2 / Elemento
3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne
radio atómico (Å) 1.34 0.90 0.82 0.77 0.75 0.73 0.72 1.31
Potencial o energía de ionización (PI) Es la cantidad de energía mínima
necesaria para sacar al electrón más externo de un átomo neutro en su estado fundamental. Es decir, el átomo se convierte en un ión positivo (catión).
M + E → M+ + e- M = metal
Se define como la energía que se requiere para sacar al electrón más externo de un átomo neutro.
La energía de ionización de un átomo mide que tan fuerte este retiene a sus electrones
La energía de ionización es la energía mínima requerida para quitar un electrón de un átomo aislado gaseoso en su estado basal
Ojo esto no se refiere a la energía requerida para quitar un electrón de las capas internas, acuérdate que esos están mas agarrados al átomo, porque están más cerca y porque les toca más carga del núcleo.
Aquí nos referimos al estado basal del átomo completo, entonces el electrón que saldrá será el que tiene menos energía es decir el más lejano al núcleo.
Para quitar los electrones restantes se requiere cada vez más energía (es decir la energía de ionización es mayor para cada electrón subsiguiente)
Variación en la TP
En un periodo, el PI aumenta de izquierda a derecha.
En un grupo, el PI aumenta de abajo hacia arriba.
Au
men
ta
Potencial de Ionización
Energía de ionizacion: Energía mínima necesaria para separar el electrón menos fuertemente
atraído por un átomo aislado con la formación correspondiente de un ión (catión) monopositivo,
también aislado.
Se expresa en kcal / mol, kJ. Mol-1o en eV. mol-1
Grupo I-A energía de ionización (kcal / mol)3 Li
11 Na19 K
37 Rb55 Cs
1241191009690
Período 2 / Elemento
3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne
energía de ionización (kcal / mol)
124 215 191 260 336 314 402 497
Afinidad electrónica o electroafinidad (AE):
Es la energía liberada cuando un átomo en estado neutro gana un electrón, para convertirse en un ión negativo (anión).
X + e- → X- X = no metal
Variación en la TP
En un periodo, la AE aumenta de izquierda a derecha al aumentar el Z.
En un grupo, la AE disminuye de arriba hacia abajo al aumentar el Z.
Dis
min
uye
Electroafinidad: Cantidad de energía liberada cuando un átomo gana un electrón .
Grupo VII-A electroafinidad (eV) 9 F
17 Cl35 Br
53 I
3.63.753.533.2
Electrón - volt : La energía en los procesos elementales se mide en electrón-volt. Un electrón - volt (eV) es la energía de un electrón acelerado a través de una diferencia de potencial de un volt .
Período 2 / Elemento O / O - 2 F / F - 1
electroafinidad (kJ / mol)
- 15 919.0 8 685.0
IIA
1
2
3
4
5
6
7
6
7
IA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
Alc
alin
os
Alc
alin
oté
rreo
s
Tér
reo
s
IIIA
Car
bo
no
ideo
s
IVA
Nit
rog
eno
ideo
s
VA
An
fig
eno
s
VIA
Hal
og
eno
s
VIIA
Gas
es n
ob
les
VIIIA
Tierras raras
La Afinidad Electrónica
Aumenta
Dis
min
uye
Afinidad Electrónica en la Tabla Periódica
La afinidad electrónica se define como la energía que liberará un átomo (elemento no metal), en estado gaseoso, cuando captura un electrón y se convierte en un ión negativo o anión.
Como el potencial de ionización, la afinidad electrónica dependerá de la atracción del núcleo por el electrón que debe capturar, de la repulsión de los electrones existentes y del acercamiento o alejamiento a completar la capa de valencia con ocho electrones.
Mientras que el potencial de ionización se puede medir directamente y con relativa facilidad, la medición de la afinidad electrónica es complicada y sólo en muy pocos casos puede realizarse de forma directa y los datos que se tienen no son fiables.
Electronegatividad (EN): Es la capacidad que tiene
un átomo para ganar electrones de otro átomo. Los átomos que poseen altos valores de EI y AE serán altamente electronegativos y viceversa.
Linus Pauling determinó escalas de EN que varían del 0,7 al 4,0.
Para los gases nobles la EN es 0 por ser estables.
Variación en la TP
En un periodo aumenta hacia la derecha.
En un grupo aumenta hacia arriba.
Aumenta
Au
men
ta
Electronegatividad: Poder de atracción que ejerce una especie sobre el par de electrones
compartidos.
Grupo VII-A
electronegatividad (Escala de Pauling)
9 F17 Cl35 Br
53 I
43
2.82.5
Período 2 / Elemento
3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F
electronegatividad(Escala de Pauling)
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS EN EL SISTEMA PERIÓDICO
Propiedades periódicas
Variación en un Grupo
Variación en un período
Radio atómicoCarácter metálicoEnergía de ionizaciónElectroafinidadElectronegatividad
Aumenta Aumenta
Disminuye Disminuye Disminuye
Disminuye Disminuye
Aumenta Aumenta Aumenta