Presentación Personal

Mi nombre es Ana María Castaño Rojas Del grado 7-1, Esta es mi nivelación de química sobre el tema La tabla Periódica.

Historia de la tabla periódica

 La tabla periódica está presente en las paredes de casi todos los laboratorios de química. El mérito de su creación se le otorga habitualmente a Dmitri Mendeléyev, un químico ruso que en 1869 escribió en tarjetas todos los elementos conocidos (63 hasta ese momento) y después los organizó en columnas y filas de acuerdo a sus propiedades químicas y físicas. Para celebrar el 150 aniversario de este momento clave para la ciencia, la Organización de las Naciones Unidas ha proclamado 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica.

Pero la tabla periódica no empezó con Mendeléyev. Antes que él, muchos habían ensayado sus propias tablas de elementos. Décadas antes, el químico John Dalton intentó crear una tabla y algunos símbolos interesantes para identificar los elementos, pero no parecieron ser de su agrado. Tan solo unos años antes de que Mendeléyev se sentase con su baraja de cartas caseras, John Newlands creó también una tabla en la que clasificó los elementos según sus propiedades.

La genialidad de Mendeléyev reside en lo que dejó fuera de su tabla. Supo reconocer que ciertos elementos no estaban presentes ya que aún tenían que ser descubiertos, así que donde Dalton, Newlands y otros habían expuesto lo que se sabía, él dejó espacio para lo desconocido. Además, tuvo la capacidad de predecir, de manera aún más asombrosa, las propiedades de los elementos que faltaban.

La tabla de Dmitri Mendeléyev completa (sin los elementos aún por descubrir). Wikimedia Commons

Fíjese en los signos de interrogación de la tabla situada justo encima de estas líneas. Por ejemplo, al lado del elemento “Al” (aluminio) hay espacio para un metal desconocido. Mendeléyev predijo que el potencial descubrimiento tendría una masa atómica de 68, una densidad de seis gramos por centímetro cúbico y un punto de fusión muy bajo. Seis años después, Paul Émile Lecoq de Boisbaudran aisló el galio, que encajaba a la perfección en el espacio dispuesto con una masa atómica de 69,7, una densidad de 5.9g/cm³ y un punto de fusión tan bajo que se convierte en líquido en la mano. Mendeléyev hizo lo mismo con el escandio, el germanio y el tecnecio (que no fue descubierto hasta 1937, 30 años después de la muerte del científico ruso).

A primera vista, la tabla de Mendeléyev no se parece demasiado a la tabla con la que estamos familiarizados. Uno de los motivos es que la tabla periódica moderna contiene varios elementos que Mendeléyev pasó por alto y para los que no dejó espacio, especialmente los gases nobles (como el helio, el neón y el argón). Por otra parte, la tabla elaborada por el químico ruso tiene una organización diferente a la que conocemos, en la que ahora situamos elementos juntos en columnas dispuestas en filas.

Tabla periódica actual. Offnfopt/Wikipedia

Pero si se gira la tabla de Mendeléyev 90 grados, la similitud con la versión moderna es evidente. Por ejemplo, los halógenos flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I, representado en la tabla de Mendeléyev con la letra J) aparecen juntos. En la actualidad se encuentran situados en la 17ª columna de la tabla o, como prefieren llamarlo los químicos, el grupo 17.

Información sacada de:

https://theconversation.com/la-seria-pero-divertida-historia-de-la-tabla-periodica-en-su-150-aniversario-109340?fbclid=IwAR2y7soqa0FcclZ-DJJ8nikKBkiw6tQsGdn1h3Zysz-j-h54_IzbfcN9RhE

Organización de los elementos en la Tabla Periódica

Los elementos de la tabla periódica se ordenan siguiendo diferentes parámetros:

• Los elementos aparecen en filas con orden ascendente de su número atómico, es decir, el primer elemento de la tabla periódica (hidrógeno), situado arriba a la izquierda, tiene menor número de protones (1) que el último elemento de la tabla periódica (oganesón), situado abajo a la derecha (118). A las filas de la tabla periódica se les llama periodos. De esta forma, los elementos del mismo periodo tienen una masa creciente y el mismo número de capas de electrones (número de orbitales). Estos elementos tienen patrones o tendencias similares en radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad. Un ejemplo son el helio y el hidrógeno: ambos pertenecen al primer periodo y tiene un solo orbital electrónico, pequeño tamaño, etc.

• Los elementos que aparecen en una misma columna tienen la misma valencia química, es decir, el mismo número de electrones en su última capa. Las columnas de la tabla periódica se denominan grupos y, elementos del mismo grupo (en la misma columna) tienen la misma valencia y propiedades químicas parecidas. Un ejemplo son el litio y el sodio: ambos pertenecen al grupo 1 (primera columna) y tienden a ceder un electrón con facilidad; en cambio, el helio y el neón pertenecen al grupo 18 (es decir, la última columna) y tienen su última capa de electrones llena (capa de valencia), por lo que no ganan o ceden electrones con facilidad.

• Dentro de la tabla periódica también podemos encontrar diferentes bloques, normalmente representados en diferentes colores. Estos bloques vienen determinados por secuencia la que se llenan las capas u orbitales de electrones de los elementos. Los diferentes orbitales admiten diferente número de electrones: el orbital "s" admite 2 electrones y, una vez se llena, los electrones pasan a la siguiente capa que puede ser otro orbital "s", un orbital "p", que admite 6 electrones, etc. Así, los electrones de los elementos químicos van llenando diferente número de capas s, p, d y/o f. Cada bloque se denomina según el orbital en el que reside el último electrón: s, p, d y f.

Grupos de elementos químicos de la tabla periódica

A las columnas de la tabla periódica se les ha llamado grupos. Actualmente, en la tabla periódica que se utiliza normalmente, es decir, la estándar hay 18 grupos, numerados de izquierda a derecha del 1 al 18. Esta forma de nombrar los grupos (nomenclatura) puede variar: en ocasiones se utiliza una nomenclatura mezcla de números romanos y letras, en otras ocasiones los grupos tienen nombres comunes (metales alcalinos, halógenos, gases nobles, etc.) y en otras se nombran como "el grupo de..." y el nombre de su primer miembro (por ejemplo, "el grupo de escandio" para el grupo 3).

Elementos de un mismo grupo pueden tener patrones de diferentes propiedades:

• -Aumento de radio atómico, de arriba a abajo en un grupo. Conforme descendemos en la tabla periódica, va aumentando el número de electrones y por tanto el número de capas llenas de estos. Por tanto, los electrones de la última capa (capa de valencia) se encuentran más lejos del núcleo y los átomos van siendo cada vez más grandes es decir, tienen un mayor radio.
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• -Desde la parte superior, cada elemento va teniendo una energía de ionización más baja. Al haber más electrones, aquellos que se encuentran en la capa de valencia están más alejados del núcleo y por tanto este los atrae con menor fuerza, haciendo que sea más fácil quitar electrones conforme descendemos en la tabla periódica.
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• -Finalmente, también observamos una disminución de electronegatividad dentro del mismo grupo. Nuevamente, al ser la distancia cada vez mayor entre los electrones de valencia y el núcleo, los electrones de otros átomos están más lejos de la fuerza atrayente del núcleo y por tanto este los atrae con menos fuerza que los átomos más pequeños (grupos superiores).

-Estas regularidades son tendencias, es decir, hay ciertas excepciones como por ejemplo lo que ocurre en el grupo 11, donde la electronegatividad aumenta más abajo en el grupo. Además, en algunas partes de la tabla periódica como los bloques d y f, las similitudes horizontales entre elementos del mismo grupo no son tan marcadas.

Periodos de la tabla periódica

Las siete filas horizontales de la tabla periódica se llaman períodos.​ El número de niveles de energía de un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintas categorías llamados capas u orbitales electrónicos que pueden ser de tipo s, p, d y f.

Al igual que lo que ocurría en los grupos, los elementos del mismo período tienen patrones similares de radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad:

-En un período, el radio atómico normalmente desciende si nos movemos hacia la derecha en la tabla periódica. Conforme vamos pasando de un elemento al siguiente, se añaden protones y electrones, lo que provoca que los electrones sean arrastrados hacia el núcleo (recuerda que los electrones son muy livianos para la fuerza atractora del núcleo).

• -La disminución del radio atómico en un mismo periodo hace que la energía de ionización y la electronegatividad se incremente de izquierda a derecha, ya que la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones es cada vez mayor.
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• -La afinidad electrónica también muestra un patrón a lo largo del periodo, aunque más leve. Los metales, que se encuentran a la izquierda de la tabla periódica, generalmente tienen una afinidad menor que los no metales, que están a la derecha del período. Esto es una generalidad y no se cumple para los gases nobles, que tienen su última capa (capa de valencia) llena y por tanto son muy poco reactivos.

Bloques en la tabla periódica 

Los elementos de la tabla periódica los elementos de la tabla periódica se puede dividir en bloques según el orden en el que se completan las capas de electrones de los elementos. cada bloque se nombra según el último orbital en el que, en teoría, está el último electrón (s, p, d o f):

· El bloque S está formado por los dos primeros grupos, el hidrógeno y el helio.

· El bloque p está formado por los últimos seis grupos (grupos del 13 al 18).

· El bloque d está formado los grupos 3 a 12 (comúnmente llamados metales de transición).

· El bloque f, que normalmente se coloca separado, debajo del resto de la tabla periódica, no tiene números de grupo y se compone de lantánidos y actínidos.

La tabla periódica de los elementos ha sobrevividos durante tantos años porque es un sistema que se ha demostrado muy útil y sobre todo porque se puede actualizar. en teoría, podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero estos todavía no se han sintetizado o no se han descubierto. en el caso en que se descubrieran nuevos elementos atómicos, los investigadores continuarían con el orden alfabético para nombrar los diferentes bloques (bloque g, bloque h, etc.).

Información sacada de:
https://www.unprofesor.com/quimica/como-esta-organizada-la-tabla-periodica-3313.html

Propiedades Periódicas y su periodicidad

Los elementos se encuentran ordenados en una tabla periódica en orden ascendente del número atómico tomando en cuenta la ley periódica que dice que cada cierto número de elementos las propiedades periódicas se repiten . Los elementos se ordenan en periodos, en forma horizontal, y en grupos en forma vertical.

Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades químicas y físicas similares. Esto se debe a que tienen la misma estructura electrónica terminal.

Por ejemplo la configuración electrónica de los elementos del grupo I termina en ns1, la del grupo VI en ns2 np4 .

Los elementos se dividen en tres grandes grupos que son : Representativos, transición y tierras raras. Esta clasificación depende de la posición del electrón diferenciante de cada elemento. Los elementos representativos poseen su electrón diferenciante en los subniveles s y p, los de transición en d y las tierras raras en f

Existen grupos de tres elementos que repiten sus propiedades en forma horizontal. Estos elementos se denominan triadas y son elementos de transición. Las triadas son Fe, Co y Ni ;

Ru, Rh y Pd; Os ,Ir y Pt.

Además los elementos se clasifican como metales y no-metales. Esta clasificación se denota en la tabla periódica con una línea punteada. Los metales son todos elementos sólidos con excepción del mercurio que es líquido. Los no-metales existen en los tres estados de agregación siendo el bromo un líquido. Los elementos a ambos lados de la línea punteada se denominan metaloides ya que poseen propiedades de metales y no-metales, como por ejemplo el Al , Si, Ge y As.

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Son propiedades químicas de los elementos que dependen fundamentalmente de la carga nuclear efectiva ( Zefect.). La carga nuclear efectiva es la fuerza con la que el núcleo atrae a los electrones externos. La carga nuclear efectiva depende de la carga nuclear ( Z ) y el efecto de pantalla ( ).

La carga nuclear es igual al número atómico o sea al número de protones en el núcleo del átomo del elemento. El efecto de pantalla depende de los electrones ,de tal forma que a mayor número de electrones mayor es el efecto de pantalla.

La forma de calcular la carga nuclear efectiva es utilizando la siguiente fórmula:

Z efect.= Z- 

Para poder explicar cómo varían las propiedades periódicas de los elementos es importante saber cómo varía la carga nuclear efectiva. Para ello los elementos se estudian en periodos y en grupos separadamente.

Analicemos qué sucede con la carga nuclear efectiva en elementos que pertenecen a un mismo periodo. Para ello utilizaremos al Li y al Ne elementos del segundo periodo

	Li	Ne	variación
Carga nuclear (Z)	3	10	7
Efecto de pantalla()	1,72	4,24	2,52

Como se puede observar la variación de la carga nuclear es más del doble que la del efecto de pantalla. Por eso decimos que para analizar la carga nuclear efectiva en elementos que pertenecen a un mismo periodo se desprecia la variación del efecto de pantalla y le damos importancia a la variación de la carga nuclear. De tal forma que al aumentar la carga nuclear aumenta también la carga nuclear efectiva.

Analicemos ahora lo que sucede con elementos de un mismo grupo. Para ello utilizaremos al He y al Ba elementos del grupo II.

	He	Ba	variación
Carga nuclear (Z)	2	56	54
Efecto de pantalla()	0,31	48,42	48,11

En este caso podemos observar que la variación de la carga nuclear y el efecto de pantalla son similares, de tal forma que los valores de la carga nuclear efectiva de los elementos de un mismo grupo no aumentan significativamente. Por esta razón despreciamos los valores de carga nuclear efectiva y le damos importancia a la variación del efecto de pantalla. O sea la variación de las propiedades periódicas de elementos de un mismo grupo la explicamos con la variación del efecto de pantalla.

ESPECIES ISOELECTRÓNICAS

Las especies isoelectrónicas son aquellas que poseen el mismo número de electrones y por lo tanto el mismo efecto de pantalla.

La carga nuclear efectiva de estas especies depende sólo de la carga nuclear, ya todas poseen el mismo efecto de pantalla .Por lo tanto a mayor carga nuclear mayor es la carga nuclear efectiva .

Por lo ejemplo un orden de carga nuclear efectiva entre especies isoelectrónicas es:

Ca2+> K1+ > Ar > Cl1- > S2-

Mayor menor

RADIO ATÓMICO

Se define como radio atómico la mitad de la distancia entre dos núcleos de átomos iguales cuando se encuentran uno al lado del otro ( estado sólido)

Elementos de un mismo periodo:

Como se mencionó anteriormente en elementos que se encuentran en mismo periodo el radio atómico depende de la carga nuclear efectiva. Esta depende principalmente de la carga nuclear ya que la variación del efecto de pantalla se desprecia. Si la carga nuclear aumenta la carga nuclear efectiva aumenta también y por lo tanto el radio disminuye ya que aumenta la atracción del núcleo sobre los electrones externos.

Así el radio atómico del 37Rb es mayor que el del 52Te.

Elementos de un mismo grupo:

Antes se mencionó que si los elementos pertenecen a un mismo grupo la variación de la carga nuclear efectiva se desprecia ya que la carga nuclear y el efecto de pantalla aumentan en forma similar y entonces le damos importancia al efecto de pantalla. Al aumentar el efecto de pantalla, en elementos de un mismo grupo, el radio también aumenta , ya que los electrones externos se ubican en niveles más externos de energía o sea más alejados del núcleo.

Así el radio atómico del 83Bi es mayor que el del 6C.

RADIO IÓNICO

Para explicar el radio iónico es necesario comparar el ion con el elemento neutro.

Radio del catión :

Un catión se produce cuando el átomo pierde electrones. Aquí necesitamos analizar que sucede con la carga nuclear efectiva del catión con respecto de la del átomo neutro. El catión posee la misma carga nuclear que el átomo neutro sin embargo al perder electrones disminuye su efecto de pantalla. Al aplicar la fórmula de carga nuclear efectiva al catión el valor resultante es mayor que el del átomo neutro. Por esta razón al ser mayor la carga nuclear efectiva en el catión su radio es menor que el del átomo neutro.

Cuánto mayor número de electrones pierda un átomo menor será su radio iónico.

Un orden de radio iónico sería:

S6+ < S4+ < S2+ < S0

menor mayor

Radio de un anión:

Un anión se produce cuando un átomo neutro acepta electrones. De tal forma que el anión posee la misma carga nuclear que el átomo neutro pero su efecto de pantalla aumenta por lo tanto su carga nuclear efectiva es menor. Al ser menor la carga nuclear efectiva en mayor su radio iónico. Cuanto mayor cantidad de electrones acepte un átomo mayor será su radio iónico.

Un orden de radio iónico sería:

C < C1- < C4-

Menor mayor.

ENERGÍA DE IONIZACIÓN

Se define como la energía necesaria para quitar un electrón de un átomo o de un catión.

Un átomo puede perder varios electrones pero lo hace de uno en uno. La energía necesaria para que un átomo pierda su primer electrón se denomina primera energía de ionización. Para perder el segundo electrón se debe aplicar la segunda energía de ionización y así sucesivamente.

Para analizar la variación que sufre la primera energía de ionización en elementos de un mismo periodo se debe recordar que la carga nuclear efectiva depende ,principalmente, de la carga nuclear, ya que se desprecia la variación del efecto de pantalla. Si la carga nuclear aumenta también aumenta la carga nuclear efectiva y por ende la primera energía de ionización es mayor, ya que al estar más atraído el electrón por el núcleo se requerirá utilizar mayor energía para poder sacarlo del átomo.

Así la primera energía de ionización del 53I es mayor que la del 49In.

Para elementos de un mismo grupo la primera energía de ionización depende del efecto de pantalla ya que se desprecia la variación de la carga nuclear efectiva, pues la carga nuclear y el efecto de pantalla aumentan en forma similar. A mayor efecto de pantalla menor será la energía de ionización ya que el electrón externo se encuentra en un nivel superior de energía y por lo tanto se necesita menos energía para sacarlo del átomo.

Es por esto que la primera energía de ionización del 81Tl es menor que la del 31Ga.

Al comparar las diferentes energías de ionización para un mismo átomo se tiene que la primera es siempre menor que la segunda, ya que en esta se parte de un catión que como vimos anteriormente posee mayor carga nuclear efectiva que el átomo neutro. Al ser la carga nuclear efectiva mayor la energía de ionización también es mayor .

X - 1e- X1+ I Energía de ionización

X1+ - 1e- X2+ II Energía de ionización

Esto explica también porque la tercera energía de ionización es mayor que la segunda y así sucesivamente.

AFINIDAD ELECTRÓNICA

La afinidad electrónica es la energía que se absorbe o se libera cuando un átomo acepta un electrón y se convierte en un anión. Esta energía tiene valores positivos ,cuando la energía es absorbida, o negativos cuando es liberada.

Para elementos de un mismo periodo la afinidad electrónica depende de la carga nuclear efectiva, la cual depende principalmente de la carga nuclear ya que la variación del efecto de pantalla se desprecia. A mayor carga nuclear mayor carga nuclear efectiva y mayor afinidad electrónica.

Por ejemplo el 35Br tiene mayor afinidad electrónica que el 19K.

Para elementos que pertenecen a un mismo grupo la afinidad electrónica depende del efecto de pantalla. La variación de la carga nuclear efectiva se desprecia pues la variación de la carga nuclear y del efecto de pantalla es similar. A mayor efecto de pantalla menor es la afinidad electrónica.

Así la afinidad electrónica del 82Pb es menor que la del 32Ge.

ELECTRONEGATIVIDAD

La electronegatividad es la fuerza con la que el núcleo de un átomo atrae al par de electrones de un enlace covalente.

Para elementos de un mismo periodo la electronegatividad depende de la carga nuclear efectiva, la cual depende principalmente de la carga nuclear ya que la variación del efecto de pantalla se desprecia. A mayor carga nuclear mayor carga nuclear efectiva y mayor electronegatividad.

La electronegatividad del 84Po es mayor que la del 56Ba.

Para elementos de un mismo grupo la electronegatividad depende del efecto de pantalla. La variación de la carga nuclear efectiva se desprecia pues la variación de la carga nuclear y del efecto de pantalla es similar. A mayor efecto de pantalla menor es la electronegatividad.

El 85At posee una electronegatividad menor que la del 17Cl.

En conclusión :

menor radio

mayor I energía de ionización

A mayor carga nuclear efectiva

(para elementos de un mismo mayor afinidad electrónica

periodo) mayor electronegatividad

mayor radio

menor primera energía de ionización

a mayor efecto de pantalla

( para elementos de un mismo menor afinidad electrónica

grupo ) menor electronegatividad

Video explicativo del tema:

Información sacada de:

https://html.rincondelvago.com/periodicidad-y-propiedades-periodicas.html