Colegio
Madre del Divino Pastor
Departamento
de Ciencias
Química
Trabajo
Extraclase II trimestre
Daniel
Alfaro Alomar
Alejandro
Calderón Ballestero
Victor
Rojas Ilama
Sección:
11-1
Profesora
Leticia López Venegas
Viernes
05 de agosto de 2016
Objetivo
Analizar la importancia de la utilización de la Tabla Periódica como un modelo
de sistematización de la información relativa a la clasificación,
caracterización y comportamiento de los elementos químicos.
Contenidos a
desarrollar:
- Tabla Periódica de los Elementos. Historia de la Tabla Periódica.
- Organización actual de la Tabla Periódica: grupos, familias y períodos.
- Clasificación y propiedades de los elementos: Representativos, Transición, Lantándinos y Actínidos.
- Relación de la estructura electrónica con la posición del elemento en la Tabla Periódica y la familia a la que pertenece.
- Número de oxidación de los elementos representativos.
- Ubicación del último electrón (diferenciante).
- Elementos que presentan anomalías en su configuración electrónica.
- Estructuras de Lewis de elementos representativos.
- Ley Periódica. Propiedades Periódicas.
Tabla
Periódica de los Elementos. Historia de la Tabla Periódica.
El
origen de la tabla periódica actual es el resultado del trabajo de dos químicos
que de forma independiente clasificación los elementos conocidos hasta
entonces. Lothar Meyer (1830-1895), químico alemán, publicó una tabla periódico
incompleta en 1864 y en 1869 amplió la versión al incluir un total de 56
elementos. En ese mismo año, Dimitri Mendeleev (1834-1907), químico ruso,
presento un ensayo describiendo una tabla periódica. Su trabajo fue más
profundo que el de Meyer al dejar espacios vacios en su tabla y predecir el
descubrimiento de esos elementos. Además predijo las propiedades de esos
elementos que aun no se habían descubierto.
Tanto
Meyer como Mendeleev ordenaron los elementos con base en las masas atómicas
crecientes. Posteriormente, después del descubrimiento del protón, Henry
Moseley (1888-1915), físico británico determinó la carga nuclear de los átomos
de los elementos e indicó que estos debían ordenarse de acuerdo a sus números
atómicos crecientes.
Actualmente
la tabla periódica esta ordenada de esta forma, por lo cual, los elementos con
propiedades químicas similares se encuentran en intervalos periódicos
definidos. Esta relación se conoce como la Ley Periódica.
Organización
actual de la Tabla Periódica: grupos, familias y períodos.
La
tabla periódica actual se basa en la tabla propuesta por Mendeleev considerando
aportes de otros científicos; la misma está ordenada en siete renglones
horizontales llamados períodos y 18 columnas verticales llamadas grupos o
familias.
Los
grupos o familias poseen propiedades semejantes y configuraciones electrónicas
externas iguales:
Familias
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Descripción
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Familia I A o metales alcalinos excepto el hidrógeno
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Se caracterizan por ser metales de baja densidad,
buenos conductores del calor y la electricidad, son blandos y reaccionan con
facilidad con el agua para formar hidróxidos o bases.
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Familia II A o metales alcalinotérreos
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Su
nombre proviene del calificativo que recibían sus óxidos, tierras. Estos
metales son de baja densidad, blandos y menos solubles que los alcalinos.
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Familia III A o térreos
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Su nombre proviene de Tierra, pues el aluminio es el
elemento de mayor abundancia en ella. Los caracterizan puntos de fusión muy
bajos, excepto el boro que al ser un metaloide su punto de fusión es alto y
de gran dureza.
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Familia IVA o
del carbono
|
Al
bajar en este grupo, los elementos tienen características cada vez más
metálicas: el carbono es un no metal, el silicio y el germanio son
metaloides, el estaño y el plomo son metales.
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Familia V A o del nitrógeno
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Las propiedades de estos elementos varían conforme se
desciende en el grupo. El nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto
conforman esta familia.
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Familia VI A o de los calcógenos
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También
llamados anfígenos. Sus propiedades varían de no metálicas a metálicas al
aumentar su número atómico.
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Familia VII A o de los halógenos
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Se caracterizan por ser volátiles, diatómicos y cuyo
color se intensifica al aumentar su número atómico.
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Familia VIII A o de los gases nobles o inertes
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Son
gases monoatómicos, inodoros, incoloros con una reactividad química muy baja.
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Los
períodos son los renglones horizontales formados por elementos que están
acomodados en orden creciente de su número atómico. Los elementos ubicados en
un mismo período tiene igual nivel de energía y masas similares, pero, sus
propiedades son distintas, en total en la tabla periódica se encuentran siete
períodos con la siguiente cantidad de elementos:
Períodos
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Cantidad
de elementos
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Período 1
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Contiene sólo dos elementos el hidrógeno (H) y el helio
(He)
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Período 2
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Abarca
ocho elementos que van desde el litio (Li) hasta el neón ( Ne)
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Período 3
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Comprende ocho elementos desde el sodio (Na) hasta el
argón (Ar)
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Período 4
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Incluye
18 elementos desde el potasio (K) hasta el criptón (Kr)
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Período 5
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Contiene 18 elementos que van desde el rubidio (Rb)
hasta el xenón (Xe)
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Período 6
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Abarca
32 elementos desde el cesio (Cs) hasta el radón (Rn)
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Período 7
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Tiene hasta el momento 25 elementos desde el francio
(Fr) hasta el recién descubierto, elemento 111
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Clasificación y propiedades de los elementos: Representativos, Transición, Lantándinos y
Actínidos.
En
la tabla periódica se identifican tres grandes bloques, ordenados en grupos A o
B. Los elementos representativos pertenecen al grupo A e incluye elementos
metálicos, no metales y metaloides. La configuración electrónica externa de
estos elementos termina en los subniveles s o p.
Representativos
- Grupo IA ns1
- Grupo IIA ns2
- Grupo IIIA ns2 np1
- Grupo IVA ns2 np2
- Grupo VA ns2 np3
- Grupo VIA ns2 np4
- Grupo VIIA ns2 np5
- Gases nobles ns2 np6
Los elementos de transición se ubican en el grupo B y comprende únicamente metales con una configuración externa que incluye los subniveles s y d.
Elementos de transición
ns2 dx
x: 1 a 10
Existe
un tercer grupo que se desprende del cuerpo principal de la tabla periódica y
se conoce como elementos de transición interna: formado por dos filas de
elementos la primera reúne a los lantánidos y la segunda agrupa a los
actínidos.
Los
lantánidos también conocidos como tierras raras son los elementos que siguen al
lantano (Z=57) por lo tanto, tienen números atómicos del 58 al 71. Los
electrones externos de estos elementos se ubican en el subnivel 6s y 4f.
Elementos de transición Interna
ns2 fx
x: 1 a 14
Relación
de la estructura electrónica con la
posición del elemento en la Tabla Periódica y la familia a la que pertenece.
La
tabla periódica está estructurada de manera que todos los átomos de una columna
tienen los mismos electrones de valencia. De este modo, el número de grupo
coincide con el número de electrones de valencia que posee un elemento. Es
decir, los elementos que pertenecen al mismo grupo tienen propiedades químicas
y configuraciones electrónicas similares
Número
de oxidación de los elementos representativos.
Cuando
los elementos se unen para formar compuestos, poseen un número o estado de
oxidación que indica el número de electrones que ese elemento gana, pierde o
comparte con otro elemento en un compuesto. Los números de oxidación pueden ser
positivos o negativos y comúnmente son números enteros.
Los
elementos químicos se dividen en metales, no metales y metaloides, Los metales
cuando forman compuestos tienen estados de oxidación positivos. Los elementos
no metálicos y metaloides pueden tener estado de oxidación positivos o
negativos, dependiendo del compuesto que estén formando.
La
siguiente tabla presenta los números de oxidación más comunes:
 |
Ubicación
del último electrón (diferenciante)
Al
acomodar los electrones de cada elemento en un período se observa que, conforme
aumenta en uno el número atómico, aumenta en uno el número de electrones. Cada
elemento tiene un electrón más, que lo diferencia del elemento anterior y
posterior a él, este electrón se conoce como diferenciante.
Elementos
que presentan anomalías en su configuración electrónica.
Las
configuraciones electrónicas con subniveles llenos o semillenos son más
estables que configuraciones electrónicas incompletas, con el fin de alcanzar
la estabilidad existen ciertos elementos de transición que promocionan un
electrón de un orbital s a uno d con el fin de quedar semillenos o llenos y así
tener una configuración electrónica estable. Por ejemplo:
Incorrecta
|
Correcta
|
Cr (Ar) 4s2, 3d4
|
Cr (Ar) 4s1,
3d5
|
Cu (Ar) 4s2, 3d9
|
Cu (Ar) 4s1,
3d10
|
Ag (Kr) 5s2, 4d9
|
Ag (Kr) 5s1,
4d10
|
Mo (Kr) 5s2, 4d4
|
Mo (Kr) 5s1,
4d5
|
Au (Xe) 6s2, 4f14, 5d9
|
Au (Xe) 6s1,
4f14, 5d10
|
Estructuras
de Lewis de elementos representativos.
La
estructura de Lewis también conocida como diagrama de puntos, es una
representación gráfica que muestra los electrones de valencia de un elemento
por medio de puntos.
Es
utilizada para representar a los electrones de valencia de los elementos
representativos, escribiendo el símbolo del elemento por medio de puntos o
equis.
El
número de electrones de valencia de cualquier elemento es el mismo que el
número de grupo donde se encuentra ubicado el elemento en la tabla periódica.
Ley Periódica. Propiedades Periódicas.
La
tabla periódica de los elementos se basa en la ley periódica que establece que
las variaciones repetidas o parecidas que experimentan los elementos en sus
propiedades físicas y en su comportamiento químico conforme aumenta su número
atómico. Algunas de las propiedades físicas que influyen en el comportamiento
químico de los elementos que se localizan en un mismo grupo o período son:
- Tamaño atómico: Se define como la distancia media entre los electrones externos y el núcleo.
- Tendencias del tamaño atómico: Esta propiedad depende de la distancia de los electrones ubicados en los niveles de energía y la fuerza de atracción que ejerce sobre los electrones.
- Radio Iónico: Un ion se forma por la pérdida o ganancia de electrones, los metales tienden a perder electrones formando cationes. El radio de un ion metálico es más pequeño por ser aproximadamente la mitad del radio del átomo metálico que lo originó.
- Energía de ionización: Es la cantidad de energía necesaria para remover un electrón de un átomo en estado gaseoso.
- Afinidad electrónica: Es la formación de un ion con carga negativa desprende cierta cantidad de energía.
- Carácter metálico: Los átomos más grandes pierden electrones con facilidad y exhiben un mayor carácter metálico, mientras que los átomos más pequeños tienden a ganar electrones y presentan un carácter no metálico.
- Electronegatividad: Esta propiedad se utiliza cuando los átomos se unen para formar un compuesto y se define como la medida de la tendencia de un átomo en un enlace covalente a atraer hacia sí los electrones compartidos.
A continuación se presentan ciertos ítemes que pueden ser de gran ayuda a la hora de estudiar estos temas:
1. Observe
las siguientes configuraciones electrónicas:
1.
(Rn) 7s2 6d1 5f3
|
2.
(Ke) 6s2 5d1 4f8
|
3.
(Ar)4s2 3d3
|
Las configuraciones electrónica anteriores
corresponden a elementos que, según la ubicación en la tabla Periódica, se
clasifican, en el orden 1, 2 y 3, como:
a. Actínido,
actínido y representativo
b. Actínido,
lantánido y de transición
c. Lantánido,
actínido y de transición
d. Lantánido,
de transición y representativo
La respuesta es la b
2. ¿Cuál
es el número de oxidación del fósforo en el compuesto representado por la
fórmula KH2PO4?
a. 2+
b. 3+
c. 4+
d. 5+
La respuesta es la d
3. Lea
las siguientes afirmaciones:
I.
Al incrementarse el número atómico en un
período, se da un aumento de la energía de ionización.
II.
El carácter metálico disminuye en un
grupo, al aumentar el número atómico.
III.
La electronegatividad disminuye en los
períodos al disminuir el número atómico.
En relación con las propiedades periódicas, ¿Cuáles
afirmaciones son correctas?
a. I
y III solamente
b. II
y III solamente
c. I
y II solamente
d. I,
II y III
La respuesta es la a
4. Observe
el siguiente proceso químico:
5. Los elementos del grupo IA se los denomina:
6. Se los denomina calcógenos a los elementos del grupo:
7. El He se sitúa en el ______ período.
8. Los elementos Pb, Sn y Pt tienen estados de oxidación:
En relación con el proceso anterior, ¿cuál afirmación es correcta?Fe3+ + e- = Fe2+
a. El Fe2+ es la especie con menor radio iónico.b. El Fe3+ es la especie con mayor radio iónico.c. El Fe3+ es la especie con menor radio iónico.d. El Fe2+ y Fe3+ presentan el mismo radio iónico.La respuesta es la c
5. Los elementos del grupo IA se los denomina:
a. Nitrogenoidesb. Metales alcalinosc. Metales alcalinos térreosd. Gases noblesLa respuesta es la b
6. Se los denomina calcógenos a los elementos del grupo:
a. IAb. IIAc. VIIAd. VIALa respuesta es la d
7. El He se sitúa en el ______ período.
a. Segundob. Terceroc. Cuartod. PrimerLa respuesta es la d
8. Los elementos Pb, Sn y Pt tienen estados de oxidación:
a. 1+,
2+
b. 1+,
3+
c. 2+,
4+
d. 2+,
3+
La respuesta es la c
9. Los
elementos del grupo VIIIA tienen estados de oxidación:
a. 1-
b. 2-
c. 0
d. Ninguno
de los anteriores
La respuesta es la c
10. La
notación estable el:
a. Origen
de los nombres de los elementos químicos.
b. Orden
de los nombres de los elementos químicos.
c. Estado
de oxidación.
d. Ninguno
de los anteriores.
La respuesta es la a En manera de resumen y como ayuda audiovisual, el siguiente video explica de manera clara toda la materia anteriormente expuesta:
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