QUÉ INFORMACIÓN Y DATOS PROPORCIONA LA TABLA PERIÓDICA La tabla periódica es una representación gráfica de la ley más importante de la Química y una de las más importantes de la naturaleza: La Ley Periódica. Sistema periódico o Tabla periódica, es un esquema de todos los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales, llamadas períodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. QUE SIGNIFICA CADA UNO DE ELLOS La tabla periódica es una tabla de datos. Su utilización es de gran importancia por la información que nos brinda. En ella cada elemento químico conocido está representado mediante su símbolo químico en una casilla determinada, y en ella aparecen reportados datos de gran utilidad como lo son las propiedades químicas de cada uno de los elementos, el grupo familia y periodo al que pertenecen. COMO ESTA ORGANIZADA LA TABLA PERIÓDICA: GRUPOS O FAMILIAS Y PERIODOS PERIODOS.- Son los renglones o filas horizontales de la tabla periódica. Actualmente se incluyen 7 periodos en la tabla periódica. GRUPOS.- Son las columnas o filas verticales de la tabla periódica. La tabla periódica consta de 18 grupos. Éstos se designan con el número progresivo, pero está muy difundido el designarlos como grupos A y grupos B númerados con con números romanos. Las dos formas de designarlos se señalan en la tabla periódica mostrada al inicio del tema. FAMILIAS.- Están formadas por los elementos representativos (grupos "A") y son: Metales alcalinos Metales alcalinotérreos Familia del boro Familia del carbono Familia del nitrógeno Calcógenos Halógenos Gases nobles
PROPIEDADES PERIÓDICAS: ELECTRONEGATIVIDAD, IONIZACIÓN, RADIO ATOMICO, AFINIDAD ELECTRÓNICA Electronegatividad
ENERGÍA
DE
Definida por vez primera por Linus Pauling; aquí se usa su escala. Es la tendencia que tiene un átomo de atraer hacia sí los electrones de su enlace con otro átomo. La diferencia de electronegatividades entre los átomos que se unen, puede servir para establecer el tipo de enlace entre ellos. Está relacionada con la afinidad electrónica y la energía de ionización del elemento, de forma que si el elemento tiene altos valores de ambas, tiene también alta electronegatividad y es no metal. Estos valores más altos se encuentran en la parte superior derecha del Sistema Periódico. Los valores más bajos se encuentran en la parte inferior izquierda. Se dan tablas y gráficos de electronegatividades de los elementos.
Energía de ionización La primera energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo en estado gaseoso y transformarlo en un ion monopositivo. Se ha expresado en kJ/mol. Valores altos indican carácter no metálico del elemento. Los factores de que depende el potencial de ionización son:
La distancia al núcleo del electrón que se pierde. En general, la energía de ionización de un átomo depende del tipo de orbital situado en el nivel más externo en que se encuentre el electrón que se trata de arrancar, decreciendo en el orden s > p > d > f : cuesta más arrancar electrones de s que de f para un mismo nivel energético. La carga del núcleo El efecto pantalla de los electrones subyacentes 2 6 La proximidad de la estructura externa del átomo a la de los gases nobles (s p ) Se dan tablas y gráficos de la primera energía de ionización de los elementos. La segunda y siguientes energías de ionización se definen de la misma manera pero partiendo del ion monopositivo gaseoso, dipositivo, etc. Siempre son mayores que la primera: cuantos más electrones se han arrancado más cuesta arrancar el siguiente. El orden de energías de ionización de un elemento sería: 1ª < 2ª <3º <4ª<....
Radio atomico Es la mitad de la distancia entre los centros de dos átomos contiguos del elemento. En el caso de los metales se utiliza la distancia entre los centros de dos átomos en una muestra sólida. En el caso de de los no metales se utiliza la distancia entre los centros de dos átomos unidos por enlace químico y se denomina también como radio covalente. Se ha expresado en pm (1 pm = 10-12 m). El radioatomico aumenta en un grupo y disminuye en un periodo al aumentar el número atómico.
Afinidad electrónica Es la energía que suministrada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental capta un electrón y se transforma en un ion negativo. Es una magnitud dificil de medir y en muchos casos no se conoce el valor exacto. Los valores positivos indican que cuando el átomo gaseoso gana un electrón se desprende energía. Los valores negativos indican que hay que suministrar energía para que el átomo gaseoso gane el electrón. Se ha expresado en kJ/mol. Valores altos indican carácter no metálico del elemento. Depende de los mismos factores que el potencial de ionización (ver) y electronegatividad. Los valores de las segundas afinidades electrónicas son negativas para el grupo 17 (halógenos, pues supone empezar llenar una nueva capa) y grupo 16: oxígeno (-844 kJ/mol) y azufre (-532 kJ/mol), a pesar de llenar la última capa y es debido a la repulsión entre los electrones ya existentes. En el caso del oxígeno, la energía global por ganancia de los dos electrones para transformarse en O-2 es de -703 kJ/mol. Esta energía la obtiene el oxígeno en las reacciones en que participa y el ion O-2 (óxido) es bastante corriente (óxidos metálicos). ELEMENTOS: SÍMBOLOS Los símbolos químicos son abreviaciones o signos que se utilizan para identificar los elementos y compuestos químicos. Algunos elementos de uso frecuente y sus símbolos son: carbono, C; oxígeno, O; nitrógeno, N; hidrógeno, H; cloro, Cl; azufre, S; magnesio, Mg; aluminio, Al; cobre, Cu; argón, Ar; oro, Au; hierro, Fe; plata, Ag; platino, Pt. Fueron propuestos en 1814 por Berzelius en remplazo de los símbolos alquímicos y los utilizados por Dalton en 1808 para explicar su teoría atómica. La mayoría de los símbolos químicos se derivan de las letras griegas del nombre del elemento, principalmente en latín, pero a veces en inglés, alemán, francés o ruso. La primera letra del símbolo se escribe con mayúscula, y la segunda (si la hay) con minúscula. Los símbolos de algunos elementos conocidos desde la antigüedad, proceden normalmente de sus nombres en latín. Por ejemplo, Cu de cuprum (cobre), Ag de argentum (plata), Au de aurum (oro) y Fe de ferrum (hierro). Este conjunto de símbolos que denomina a los elementos químicos es universal. Los símbolos de los elementos pueden ser utilizados como abreviaciones para nombrar al elemento, pero también se utilizan en fórmulas y ecuaciones para indicar una cantidad relativa fija del mismo. El símbolo suele representar un átomo del elemento en una molécula u otra especie química. Sin embargo, los átomos tienen unas masas fijas, denominadas masas atómicas relativas, por lo que también representa un mol.
PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS: NUMERO ATOMICO, PESO ATOMICO, VALENCIA, PUNTO DE EBULLICIÓN, PUNTO DE FUSIÓN, ESTADOS DE AGREGACIÓN Numero atómico En física y química, el número atómico1 de un elemento químico es el número total de protones que tiene cada átomo de ese elemento. Se suele representar con la letra Z. Los átomos de diferentes elementos tienen distintos números de electrones y protones. Un átomo en su estado natural es neutro y tiene un número igual de electrones y protones. Un átomo de sodio (Na) tiene un número atómico 11; posee 11 electrones y 11 protones. Un átomo de magnesio (Mg), tiene número atómico 12, posee 12 electrones y 12 protones; y un átomo de uranio (U), que tiene número atómico 92, posee 92 electrones y 92 protones. Se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente. Por ejemplo, todos los átomos del elemento hidrógeno tienen 1 protón y su Z = 1; esto sería ₁H. Los de helio tienen 2 protones y Z =2; asimismo, ₂He. Los de litio, 3 protones y Z = 3,… Si el átomo es neutro, el número de electrones coincide con el de protones y da Z. Peso atomico El peso atómico es una cantidad física adimensional, definida como la razón del promedio de las masas de los átomos de un elemento (de una muestra dada o fuente) con respecto a la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 (conocida como una unidad de masa atómica unificada). Valencia La valencia es el número de electrones que tiene un elemento en su último nivel de energía. Estos electrones son los que pone en juego durante una reacción química o para establecer un enlace químico con otro elemento. Hay elementos con más de una valencia, por ello fue reemplazado este concepto con el de números de oxidación que finalmente representa lo mismo. A través del siglo XX, el concepto de valencia ha evolucionado en un amplio rango de aproximaciones para describir el enlace químico, incluyendo la estructura de Lewis (1916), la teoría del enlace de valencia (1927), la teoría de los orbitales moleculares (1928), la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (1958) y todos los métodos avanzados de química cuántica. Punto de ebullición El punto de ebullición de cualquier elemento es la temperatura a la cual cambia de líquido a vapor o de vapor a líquido. Es función de la presión. Igual que el anterior se emplea para cualquier sustancia. Para el agua el cambio líquido a vapor y al contrario se produce a 100ºC a presión normal. Por tanto el punto de ebullición del agua es 100ºC. El punto de condensación también es 100ºC.
Se expresa en grados Celsius (ºC) en las hojas de los elementos y en Kelvin (K) en las tablas y gráficos. Para obtener las temperaturas absolutas se ha empleado la expresión: T(K) = t(ºC) + 273. Los valores exactos se obtienen empleando 273,15. Punto de fusión El punto de fusión de cualquier elemento es la temperatura a la cual el elemento cambia de estado sólido a líquido o al contrario. Esta magnitud se puede emplear para cualquier sustancia, aunque no sea un elemento, como, por ejemplo, el agua. El agua congela (solidifica) y el hielo funde a 0ºC; por tanto el punto de fusión del agua es 0ºC (273 K). El punto de fusión de una sustancia es también el punto de congelación. Se expresa en grados Celsius (ºC) en las hojas de los elementos y en Kelvin (K) en las tablas y gráficos. Para obtener las temperaturas absolutas se ha empleado la expresión: T(K) = t(ºC) + 273. Los valores exactos se obtienen empleando 273,15. Estados de agregación El estado de referencia, o estado de referencia, de un elemento se define como el estado de su termodinámicamente más estable a 1 bar a una temperatura determinada (normalmente a 298.15 K). En termoquímica, un elemento se define a tener una entalpía de formación de cero en su estado normal. Por ejemplo, el estado de referencia para el carbono es el grafito, porque es más estable que el alótropos otros.
