…EL MUNDO DE LA TABLA PERIÓDICA…
Antecedentes históricos
A principios del siglo XIX la cantidad de elementos conocidos, y sus compuestos, ya era lo suficientemente grande como para requerir algún tipo de clasificación que facilitara a los químicos su estudio y la comprensión de sus propiedades.
Como desde el principio se comprobó la existencia de familias de elementos que presentaban muchas semejanzas entre sí, se intuyó que debía de existir una ley natural que los relacionase y agrupase. La búsqueda de esta ley natural está plagada de numerosos intentos, basados, por lo general, en dos criterios fundamentales:
La semejanza de las propiedades físicas y químicas de los elementos y sus compuestos.
La relación que estas propiedades pudieran tener con alguna característica de los átomos, principalmente con la masa atómica.
Las tríadas de Döbereiner en 1817, el tornillo telúrico de Charcourtois en 1862 y las octavas de Newlands en 1866 son algunos de los intentos que, por su originalidad o éxito, merecen un especial reconocimiento.
Tabla Periódica de Mendeleiev
En 1869 y 1870, dos científicos, el ruso D. Mendeleiev (1834-1907) y el alemán L. Meyer (1830- 1895), presentaron independientemente su célebre Tabla Periódica.
La clasificación periódica de Mendeleiev, más elaborada que la de Meyer, contenía todos los elementos conocidos hasta entonces, ordenados en una tabla de doble entrada según los criterios siguientes:
Masa atómica creciente. Los elementos se ordenan de izquierda a derecha, según este criterio, en líneas horizontales.
Semejanza en las propiedades. Los elementos que presentan pro piedades semejantes se sitúan en columnas verticales.
El planteamiento de Mendeleiev fue que las propiedades de los elementos debían responder a una ley periódica que todavía se desconocía.
Ese convencimiento le llevó a predicciones arriesgadas, que el tiempo confirmó como ciertas:
Cuestionar el valor de la masa atómica de algunos elementos, como el indio, el berilio y el uranio, y asignarles otro valor que consideró más correcto.
Invertir el orden de masas atómicas en ciertos elementos para que éstos quedasen agrupados con otros de sus mismas propiedades, como teluro-yodo o cobalto-níquel.
Dejar huecos en la tabla correspondientes a elementos aún no des cubiertos y predecir las propiedades que tendrían. Es el caso del galio, el germanio o el escandio.
La clasificación propuesta por Mendeleiev y Meyer experimentó diversas modificaciones con el paso del tiempo, pero pese a ello, mantenía una sustancial dificultad: considerar la masa atómica como el criterio de ordenación implica colocar varios elementos fuera de su lugar para que queden agrupados por semejanza de propiedades.
Por lo tanto, había que compatibilizar los dos hechos: las propiedades químicas de los elementos se repiten periódicamente y la masa atómica no es criterio suficiente para obtener una ordenación coherente.
La cuestión era: ¿cuál sería la propiedad fundamental en que basar la ley periódica?
Sistema periódico actual
La pregunta quedó sin respuesta hasta que en 1914 H. Moseley (1887-1915) determinó el número atómico de los elementos y comprobó que, si se colocaban los elementos por orden creciente de su número atómico, todos quedaban situados en el lugar requerido por el criterio de semejanza de propiedades.
Ley periódica
La ley periódica se enuncia así en la actualidad:
Cuando los elementos se colocan en orden creciente de su número atómico, tiene lugar una repetición periódica de ciertas propiedades físicas o químicas de aquéllos.
El origen de la periodicidad en las propiedades químicas de los elementos radica en la configuración de sus electrones más externos o electrones de valencia, y ésta se repite periódicamente.
Estructura del sistema periódico
La actual Tabla Periódica se debe a Paneth y Werner. En ella los 109 elementos conocidos hasta el momento están clasificados en orden creciente de su número atómico en dieciocho columnas y siete filas. Las filas reciben el nombre de períodos y las columnas, de grupos.
En cada grupo se colocan los elementos de propiedades análogas, y cada período se construye colocando elementos que aumentan en una unidad el número atómico del elemento precedente.
Esta ordenación se realiza extendiendo los períodos largos de Mendeleiev, evitando así que aparezcan mezclados elementos metálicos y no metálicos, y que la distribución electrónica periódica, principal responsable de sus propiedades, sea más coherente.
La distribución de familias de elementos en el sistema periódico es:
Elementos representativos formados por:
Alcalinos: Grupo IA
Alcalinotérreos: Grupo IIA
Térreos o Boroideos: Grupo IIIA
Carbonoideos: Grupo IVA
Nitrogenoideos: Grupo VA
Anfígenos: Grupo VIA
Halógenos: Grupo VIIA
Gases nobles o inertes: Grupo VIIIA, también llamado 0
Elementos de transición formados por los grupos IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB (que incluye tres columnas), IB y IIB. Se sitúan en el centro del Sistema Periódico.
Elementos de transición interna formados por las familias de Lantánidos y Actínidos, de 14 elementos cada una. Se colocan en dos filas habitualmente fuera del entorno general.
El hidrógeno queda fuera de estas consideraciones, y por tener un solo electrón que está alojado en el orbital 1s, suele colocarse encima del grupo de Alcalinos IA.
La Tabla Periódica que utilizamos hoy en día se estructura según la con figuración electrónica de los elementos. Esta es la responsable de las propiedades de éstos.
Períodos
Los períodos se designan por números correlativos del 1 al 7. En ellos los elementos presentan propiedades diferentes que varían progresiva mente desde el comportamiento metálico hasta el comportamiento no metálico, para acabar siempre con un gas noble.
El nivel energético en el que se encuentran los electrones de valencia en los elementos de un período dado es el mismo, ya que uno posee un electrón de valencia más que el anterior. Este electrón recibe el nombre de electrón diferenciador y es el responsable de la diferencia entre las propiedades de elementos correlativos en un período.
Observe que los elementos del mismo período tienen sus electrones más internos ordenados como el gas noble del período anterior. Reciben el nombre de estructura interna, y es habitual abreviar la configuración electrónica sustituyendo la estructura interna por el símbolo del gas noble, entre corchetes, seguido de la configuración electrónica de los electrones de valencia.
Los elementos de un período determinado se caracterizan por tener electrones en el mismo nivel más externo, que es precisamente el número que designa cada período. Así, los elementos del período 1 tienen electrones sólo en el nivel 1, los del período 2 tienen electrones ocupando hasta el nivel 2, los del tercer período tienen electrones hasta el nivel 3, y así sucesivamente.
Por ejemplo, los elementos del tercer período tienen todos estructura interna de neón y sus electrones ocupan hasta el tercer nivel.
Na (Z=11) → [Ne] 3s1 P (Z=13) → [Ne] 3s2 3p3
Mg (Z=12) → [Ne] 3s2 S (Z=14) → [Ne] 3s2 3p4 Al (Z=13) → [Ne] 3s2 3p1 Cl (Z=15) → [Ne] 3s2 3p5 Si (Z=14) → [Ne] 3s2 3p2 Ar (Z=16) → [Ne] 3s2 3p6
Grupos
Los grupos se designan mediante números correlativos del 1 al 18.
Los elementos que componen cada grupo tienen, con escasas excepciones, similares propiedades químicas, debido a que todos coinciden en su configuración electrónica de los electrones de valencia.
Los grupos 1 y 2 corresponden a los elementos metálicos.
Los metales de transición ocupan los grupos 3 al 12.
Los no metales y los semimetales ocupan los grupos 13 al 17.
El grupo 18 está constituido por los gases nobles.
Los grupos 1, 2 y del 13 al 18 están constituidos por los elementos que se conocen como elementos representativos. Algunos de estos grupos reciben nombres especiales:
Entre los metales de transición se encuentran los elementos conocidos como tierras raras o metales de transición interna: lantánidos y actínidos, que suelen escribirse aparte en dos filas de catorce columnas.
En los elementos de transición, el electrón diferenciador ocupa un orbital d, y en los de transición interna, un orbital f. La configuración electrónica de estos grupos de elementos no es tan regular como en los elementos representativos y son frecuentes las excepciones.
Observe que el número de columnas en la Tabla Periódica está directamente relacionado con el número de electrones que caben en cada subnivel.
Actividad en clase
Ingresa al siguiente link http://tablaperiodica.quimica.uc.cl/#/
Determina las propiedades para 8 elementos, recuerda escoger uno de cada grupo
