LA TABLA PERIDICA Y PROPIEDADES QUIMICAS.

HISTORIA DE LA TABLA PERIDODICAOCTAVASTRIADASMENDELEIEVT.P.A.CLASIFICACIN63 ELEMENTOSHENRY MOSELEYFILOSOFO - INGLESORGANIZANEWLANDSORDENADOBEREINERNUEVAPROPUSOELEMENTOSPROPIEDADESDEMUESTRAORGANIZELEMENTOS QUMICOSPROPIEDADESMASAS ATOMICASRELACINOBSERVOGRUPOSPRIMEROOCTAVOOBSERVO7MASAS ATOMICASORDEN CRECIENTEACUERDOORDEN CRECIENTEMASAS ATAGRUPOPERIODOHORIZONTALGRUPOSVERTICALPRESENTANPROPIEDADESQUIMICAS PARECIDASDEPENDEN ATOMICOSPROPUSOORDENARLOSCONOCERLEY PERIODICAZ

TABLA PERIODICA ACTUALLos qumicos 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 clasificacin sin los defectos de las anteriores.

Plante la siguiente Ley Peridica: Las propiedades fsicas y qumicas de los elementos son funcin peridica de la configuracin electrnica y varan con el incremento de los nmeros atmicos.Para poner de manifiesto la reaparicin de las propiedades se acostumbra a colocar a los elementos en la disposicin llamada TABLA O SISTEMA PERIDICO.

El SISTEMA PERIDICO est 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 Peridica Los grupos con mayor nmero de elementos (1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18), se conocen como grupos principales, ubican su ultimo electrn en el ultimo nivel (orbital s u orbital p).

IIA

IA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

VIIIB

VIIIB

IB

IIB

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

Grupos

IIIA

s

p

s

GRUPOSGrupo Representativo AIA ns1 ALCALINOS E IIA ns2 ALCALINOS TERREOS EIIIA ns2np1 BOROIDES EIVA ns2np2 CARBONOIDES EVA ns2np3 NITROGENOIDES EVIA ns2np4 CALCOGENOS Anfigenos EVIIA ns2np5 HALOGENOS E VIIIA ns2np6 GASES NOBLES E

Grupo de Transicin B

IIIB (n-1)d1 ns2 Fam . ScanioIVB (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

Anlisis de la Tabla Peridica ActualLos grupos constan de 18 columnas verticales. Se nombran desde la izquierda a la derecha por nmeros romanos y una letra A o B. Tambin se designan con los nmeros del 1 al 18.Periodos: Consta de 7 filas horizontales. Se numeran de arriba hacia abajo.

IA

VIIIA

1

7

PERIODOSSon siete filas horizontales sealadas con nmeros arbigos ( 1; 2; 3, 4 ; 5; 6; 7) . Los tres primeros son peridos cortos y los siguientes son largos.

Los Grupos en la Tabla Peridica Los elementos de la primera fila de elementos de transicin interna se denominan lantnidos .Los de la segunda fila son actnidos.actnidoslantnidos

IIA

IA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

VIIIB

VIIIB

IB

IIB

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

IIIA

Capas de Valencia En las interacciones entre los distintos tomos slo intervienen los electrones situados en la capa ms externa. Los denominados electrones de valencia situados en la llamada capa de valencia, ya que al ser los electrones que se encuentran ms lejanos del ncleo y ms apantallados por los restantes electrones, son los que estn retenidos ms dbilmente y los que con ms facilidad se pierden. Todos los tomos tienden a tener en su capa de valencia nicamente ocho electrones. As que el nmero real de electrones de su capa de valencia influir tambin en sus propiedades.

El orden de los elementos en la tabla peridica, y la forma de sta, con periodos de distintos tamaos, se debe a su configuracin electrnicaUna configuracin especialmente estable es aquella en la que el elemento tiene en su ltima 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 estn completos.

En un grupo, los elementos tienen la misma configuracin electrnica en su capa de valencia. As, conocida la configuracin electrnica de un elemento sabemos su situacin en la tabla y, a la inversa, conociendo su situacin en la tabla sabemos su configuracin electrnica.

Acomodo de orbitales en la Tabla Peridica

Los primeros dos grupos estn completando orbitales s, el correspondiente a la capa que indica el periodo. As, el rubidio, en el quinto periodo, tendr es su capa de valencia la configuracin 5s1, mientras que el bario, en el periodo sexto, tendr la configuracin 6s2. Acomodo de orbitales en la Tabla Peridica

IA

Alcalinos

Alcalinotrreos

IIA

1

2

3

4

5

6

7

s

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, tendrn las configuraciones 3d64s2 y 3d74s2, en la que la capa de valencia no se modifica pero s la capa anterior.Acomodo de orbitales en la Tabla Peridica 4576

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

Elementos de transicin

d

Los Grupos en la Tabla Peridica Los grupos del 3 al 12 (identificados con letra B), estn formados por los llamados elementos de transicinEstos grupos (B), contienen los elementos que al desarrollar su configuracin electrnica ubican su ultimo electrn en un nivel que no es el ultimo. Son elementos de transicin externa si ubican su ultimo electrn en el penltimo nivel (orbital d). Son elementos de transicin interna los que ubican el ultimo electrn en el antepenltimo nivel (orbital f).

IIA

IA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

VIIIB

VIIIB

IB

IIB

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

IIIA

d

f

Acomodo de orbitales en la Tabla Peridica Finalmente, en los elementos de transicin interna, los elementos completan los orbitales f de su antepenltima capa. 67

f

Acomodo de orbitales en la Tabla Peridica

IA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

Elementos de transicin

Alcalinos

Alcalinotrreos

Trreos

IIIA

IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

Carbonoideos

s

d

p

f

IVA

Nitrogenoideos

VA

Anfigenos

VIA

Halogenos

VIIA

Gases nobles

VIIIA

Tierras raras

Tabla Peridica por Bloques de Orbitales

Ejercicio...De acuerdo a los criterios entregados anteriormente, clasifique los siguientes elementos: Cl, Cu, Sc, Ar, Zn, He, Po.

La configuracin electrnica segn su distribucin electrnica (D.E) empleando la T.P

Para determinar la celda de cada elemento, en la cual se asigna su smbolo, hay que definir la columna (vertical) y la fila (horizontal), conocidas como Grupo y Periodo, basados en su distribucin electrnica (DE)Como las columnas estn dadas por la terminacin de la DE, en la tabla peridica actual existen cuatro zonas:

Fila (Periodo): Es el nivel mas alto en el que termina la DE y esta determinado por el subnivel s (el nmero mas alto que acompaa 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 estn 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), ste nmero 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.

s, est en la zona s grupo A la columna depende de los electrones que estn en el subnivel y como el subnivel s solo puede alojar 1 o 2 electrones (e-) estar en la columna I o II.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Periodo 4Grupo II ASi termina en:

d, est en la zona d, grupo B, la columna depende de los electrones que estn presentes en el subnivel, (orbital), si es 1e- (d1 ), est en la columna III y as sucesivamente como se indico en diapositiva anterior.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

Periodo 4Grupo VII BIIIIIIIVVVIVIIVIIIVIIIVIII

es el actinio (Ac)Fila operodoZonadz

o

n

a

f21 22 23 24 25 26 27 28 29 3039 40 41 42 43 44 45 46 47 4871 72 73 74 75 76 77 78 79 80103 104 105 106 107 108 109 110 111 11289 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 10257 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70LantnidosActnidosTierras rarasPorque el elemento Z = 57Los tipgrafos no saben qumica 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 peridicaotros cortan del 57 al 71 y del 89 al 103es el lantano (La)Porque el elemento Z = 89Uno de los pocos textos que tiene bien el corte de la zona f es el la American Chemical Society: Qumica un Proyecto de la ACS. Editorial REVERT. Espaa 2005

Fila operodoz

o

n

a

fgruposHHeHHe221 22 23 24 25 26 27 28 29 3039 40 41 42 43 44 45 46 47 4871 72 73 74 75 76 77 78 79 80103 104 105 106 107 108 109 110 111 112Gases nobleshalgenosAlcalino trreosalcalinos121notass y pLos elementos de las zonasforman los grupos A de la tabla peridica y son ocho, se conocen comoEl helio (He), Z=2 exige estar a la derecha del perodo 1El hidrgeno (H), Z=1 puede estara la izquierda del helio oa la izquierda del perodo 1(como volando)H1elementos representativos, el nmero del grupo coincide con el nmero de electrones de valencia

Los elementos de la zona d se llaman elementos de transicin y forman los subgruposSe llaman de transicin porque algunos de ellos auto modifican su DE haciendo una transicin de uno o dos electrones desde el ltimo subnivel s hasta el ltimo subnivel d, generando una DE excitada.Fila operodoEstos son los elementos que presentanmodificacin de la DE

ZD.E. normalD.E. excitadaFila# de e- transferidos.24Cr 1s . . .4s2 / 3d41s . . .4s1 / 3d54129Cu 1s . . .4s2 / 3d91s . . .4s1 / 3d104141 Nb 1s . . .5s2 / 4d31s . . .5s1 / 4d45142 Mo 1s . . .5s2 / 4d41s . . .5s1 / 4d55143Tc 1s . . .5s2 / 4d51s . . .5s1 / 4d65144Ru 1s . . .5s2 / 4d61s . . .5s1 / 4d75145Rh 1s . . .5s2 / 4d71s . . .5s1 / 4d85146Pd 1s . . .5s2 / 4d81s . . .5s0 / 4d105247Ag 1s . . .5s2 / 4d91s . . .5s1 / 4d105177Ir 1s . . .6s2 / 4f145d71s . . .6s0 / 4f145d96278Pt 1s . . .6s2 / 4f145d81s . . .6s1 / 4f145d96179Au 1s . . .6s2 / 4f145d91s . . .6s1 / 4f145d1061

Clasificacin peridica de los elementos1.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 excepcin del ltimo.La configuracin electrnica ms externa comprende aquellas que van desde: ns1hasta ns2np5

2.Elementos de transicin: Son los correspondientes a los grupos 3 al 12 y se caracterizan por presentar el penltimo subnivel d y /o el ltimo niveles incompleto. La configuracin electrnica externa de estos elementos, en general se puede representar como: (n-1)d1-----9 ns2 3. Elementos de transicin interna: Tienen un subnivel incompleto, el f. Estos elementos corresponden a los perodos 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 energticos completos. Su configuracin externa se representa por ns2np6 a excepcin del He que tiene una configuracin del tipo 1s2.

Otra clasificacin: 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 dctiles

La mayora no son maleables ni dctiles

No son maleables ni dctiles

Sus puntos de fusin y ebullicin son altos

Sus puntos de fusin y ebullicin son medios

Sus puntos de fusin y ebullicin 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 ATOMICOENERGIA DE IONIZACIONELECTRONEGATIVIDADCARCTER METALICO

Variacin en la Tabla Peridica

Es la mitad de la distancia entre los centros de dos tomos vecinos o es la distancia promedio entre el ltimo electrn del nivel ms externo y el ncleo.

LOS RADIOS ATOMICOS AUMENTAN EN TERMINOS GENERALES HACIA ABAJO EN UN GRUPO Y DISMINUYEN A LO LARGO DE UN PERIODO

Radio Atmico en la Tabla Peridica El radio atmico, es decir, el tamao exacto de un tomo, es muy difcil de determinar, ya que depende del estado de agregacin del elemento y de la especie qumica que forma. El radio atmico depender de la distancia al ncleo de los electrones de la capa de valencia

IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

Aumenta

IA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

Elementos de transicin

Alcalinos

Alcalinotrreos

Trreos

IIIA

Carbonoideos

IVA

Nitrogenoideos

VA

Anfigenos

VIA

Halogenos

VIIA

Gases nobles

VIIIA

Tierras raras

Radio Atmico

Radio atmico: Distancia promedio que existe entre el ncleo de un tomo y la capa electrnica ms externa. Angstrom (): Unidad de medida de longitud siendo equivalente a 1 x 10-10 m, no se utiliza en el Sistema Internacional de Unidades ( SI).

Grupo VII-Aradio atmico () 9 F17 Cl35 Br53 I0.720.991.141.33

Perodo 2 / Elemento 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Neradio atmico ()1.34 0.90 0.82 0.77 0.75 0.73 0.72 1.31

Potencial o energa de ionizacin (PI)Es la cantidad de energa mnima necesaria para sacar al electrn ms externo de un tomo neutro en su estado fundamental. Es decir, el tomo se convierte en un in positivo (catin). M + E M+ + e- M = metal

Se define como la energa que se requiere para sacar al electrn ms externo de un tomo neutro. La energa de ionizacin de un tomo mide que tan fuerte este retiene a sus electrones La energa de ionizacin es la energa mnima requerida para quitar un electrn de un tomo aislado gaseoso en su estado basal Ojo esto no se refiere a la energa requerida para quitar un electrn de las capas internas, acurdate que esos estn mas agarrados al tomo, porque estn ms cerca y porque les toca ms carga del ncleo. Aqu nos referimos al estado basal del tomo completo, entonces el electrn que saldr ser el que tiene menos energa es decir el ms lejano al ncleo. Para quitar los electrones restantes se requiere cada vez ms energa (es decir la energa de ionizacin es mayor para cada electrn subsiguiente)

Variacin en la TPEn un periodo, el PI aumenta de izquierda a derecha.En un grupo, el PI aumenta de abajo hacia arriba.

AumentaPotencial de Ionizacin

Energa de ionizacion: Energa mnima necesaria para separar el electrn menos fuertemente atrado por un tomo aislado con la formacin correspondiente de un in (catin) monopositivo, tambin aislado. Se expresa en kcal / mol, kJ. Mol-1o en eV. mol-1

Grupo I-Aenerga de ionizacin (kcal / mol)3 Li11 Na19 K37 Rb55 Cs1241191009690

Perodo 2 / Elemento 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Neenerga de ionizacin (kcal / mol) 124 215 191 260 336 314 402 497

Afinidad electrnica o electroafinidad (AE): Es la energa liberada cuando un tomo en estado neutro gana un electrn, para convertirse en un in negativo (anin). X + e- X- X = no metal

Variacin en la TPEn 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.Disminuye

Electroafinidad: Cantidad de energa liberada cuando un tomo gana un electrn . Electrn - volt: La energa en los procesos elementales se mide en electrn-volt. Un electrn - volt (eV) es la energa de un electrn acelerado a travs de una diferencia de potencial de un volt .

Grupo VII-Aelectroafinidad (eV) 9 F17 Cl35 Br53 I3.63.753.533.2

Perodo 2 / Elemento O / O - 2 F / F - 1 electroafinidad (kJ / mol) - 15 919.0 8 685.0

Afinidad Electrnica en la Tabla Peridica La afinidad electrnica se define como la energa que liberar un tomo (elemento no metal), en estado gaseoso, cuando captura un electrn y se convierte en un in negativo o anin.Como el potencial de ionizacin, la afinidad electrnica depender de la atraccin del ncleo por el electrn que debe capturar, de la repulsin de los electrones existentes y del acercamiento o alejamiento a completar la capa de valencia con ocho electrones.Mientras que el potencial de ionizacin se puede medir directamente y con relativa facilidad, la medicin de la afinidad electrnica es complicada y slo en muy pocos casos puede realizarse de forma directa y los datos que se tienen no son fiables.

IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

Aumenta

Disminuye

IA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

Elementos de transicin

Alcalinos

Alcalinotrreos

Trreos

IIIA

Carbonoideos

IVA

Nitrogenoideos

VA

Anfigenos

VIA

Halogenos

VIIA

Gases nobles

VIIIA

Tierras raras

La Afinidad Electrnica

Electronegatividad (EN):Es la capacidad que tiene un tomo para ganar electrones de otro tomo. Los tomos que poseen altos valores de EI y AE sern altamente electronegativos y viceversa.Linus Pauling determin escalas de EN que varan del 0,7 al 4,0.Para los gases nobles la EN es 0 por ser estables.

Variacin en la TPEn un periodo aumenta hacia la derecha.En un grupo aumenta hacia arriba.AumentaAumenta

Electronegatividad: Poder de atraccin que ejerce una especie sobre el par de electrones compartidos.

Grupo VII-Aelectronegatividad (Escala de Pauling)9 F17 Cl35 Br53 I432.82.5

Perodo 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

VARIACIN DE LAS PROPIEDADES PERIDICAS EN EL SISTEMA PERIDICO

Propiedades peridicasVariacin en un GrupoVariacin en un perodoRadio atmicoCarcter metlicoEnerga de ionizacinElectroafinidadElectronegatividad Aumenta Aumenta Disminuye Disminuye Disminuye Disminuye Disminuye

Aumenta Aumenta Aumenta