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Introducción a la Tabla Periódica

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La tabla periódica constituye una de las herramientas fundamentales  para establecer las relaciones existentes entre las propiedades de los elementos químicos. Su sistema claro y sencillo resulta eficaz para organizar la vasta y compleja información química.

La tabla periódica tiene un sólido fundamento científico que es la Ley Periódica, la cual en su enunciado actual establece que "las propiedades de los elementos químicos son una función periódica de su número atómico", lo que significa que cuando se ordenan los elementos por sus números atómicos en forma ascendente, aparecen grupos de ellos con propiedades químicas similares y propiedades físicas que varían periódicamente.

La periodicidad se manifiesta por la aparición de propiedades similares que se repiten en determinados grupos de elementos.

La tabla periódica se obtiene cuando los elementos se ordenan de menor a mayor número atómico haciendo filas horizontales, de modo que todos los elementos con características químicas semejantes o sea pertenecientes a una misma familia quedan colocados en una misma columna con sentido vertical.

Períodos

Los elementos están distribuidos en filas (horizontales) denominadas períodos y se enumeran del 1 al 7 con números arábigos.

El primer período tiene sólo dos elementos: H y He; el segundo y tercer períodos contienen 8 elementos. Se observa además que un conjunto de elementos, la serie de los lantánidos del sexto período, y la serie de los actínidos del séptimo período, se han anexado debajo de la tabla por conveniencia en su representación.

La tabla períodica está relacionada directamente con la estructura electrónica de los elementos. El primer período representa la ocupación del subnivel 1s; en el segundo período se llenan los subniveles 2s y 2p; en el tercer período, el 3s y 3p. E cuarto período es más complejo. La ocupación se efectúa de acuerdo con los estados energéticos de los subniveles electrónicos. Estos se llenan en el orden 4s, 3d, 4p. Los elementos con subniveles incompletos 3d, 4d, 5d, muestran propiedades similares debido a que sus estructuras electrónicas son semejantes. Estos comprenden los elementos situados en la parte central de la tabla y se conocen con el nombre de Metales de Transición.

Grupos o Familias

Los elementos de propiedades similares están reunidos en columnas (verticales), que se denominan grupos o familias; los cuales están identificados con números romanos y distinguidos como grupos A y grupos B. Para evitar confusión, actualmente también se clasifican los elementos en grupos del 1 al 18. Los elementos de los grupos A se conocen como elementos representativos y los de los grupos B como elementos de transición. Los elementos de transición interna o tierras raras se colocan aparte en la tabla periódica en dos grupos de 14 elementos, llamadas series lantánida y actínida.

La tabla periódica permite clasificar a los elementos en metales, no metales y gases nobles. Una línea diagonal quebrada ubica al lado izquierdo a los metales y al lado derecho a los no metales. Aquellos elementos que se encuentran cerca de la diagonal presentan propiedades de metales y no metales; reciben el nombre de metaloides.

Metales:  Son buenos conductores del calor y la electricidad, son maleables y dúctiles, tienen brillo característico.  

No Metales:  Pobres conductores del calor y la electricidad, no poseen brillo, no son maleables ni dúctiles y son frágiles en estado sólido.  

Metaloides:  poseen propiedades intermedias entre Metales y No Metales.  

 

Grupo 1

Los metales alcalinos son aquellos que están situados en el grupo 1 de la tabla periódica (excepto el Hidrógeno que es un gas). Todos tienen un solo electrón en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlo (esto es debido a que tienen poca afinidad electrónica, y baja energía de ionización), con lo que forman un ion monopositivo, M+. Los alcalinos son los del grupo 1 y la configuración electrónica del grupo es ns¹. Por ello se dice que se encuentran en la zona "s" de la tabla.

 

Grupo 2

Los metales alcalinotérreos son un grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la tabla periódica y son los siguientes: berilio(Be), magnesio(Mg), calcio(Ca), estroncio(Sr), bario(Ba) y radio(Ra). Este último no siempre se considera, pues tiene un tiempo de vida media corto.

El nombre de alcalinotérreos proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades básicas (alcalinas). Poseen una electronegatividad ≤ 1,3 según la escala de Pauling.

 

Elementos de transición

Los metales de transición o elementos de transición son aquellos elementos químicos que están situados en la parte central del sistema periódico, en el bloque d, cuya principal característica es la inclusión en su configuración electrónica del orbital d, parcialmente lleno de electrones. En general, el nivel de energía más externo tendrá una configuración ns2 exceptuando los grupos VIB (grupo 6)  y IB (grupo 11). En el caso del cromo en lugar de tener 4s23d4 se presenta 4s13d5. Se agrega más estabilidad en el conjunto de dos orbitales cuando están a medio llenar (recuerde la regla de Hund en la cual este conjunto a medio llenar de los orbitales d tendrá un electrón en cada orbital, y por tanto tiene una distribución simétrica alrededor del núcleo). Con el cobre, en lugar de tener la configuración 4s23d9 tiene 4s13d10. En este cas se agrega mayor estabilidad al tener el conjunto de orbitales s a medio llenar y el conjunto de los orbitales d completamente llenos.

 

Elementos de transición interna

Los elementos del bloque f (por tener sus electrones de valencia en el orbital f) son dos series, una comenzando a partir del elemento lantano y la otra a partir del actinio, y por eso a los elementos de estas series se les llama lantánidos y actínidos. Aunque en la tabla periódica de los elementos tendrían que estar después de esos dos elementos, se suelen representar separados del resto. También se conocen los Lantánidos como tierras raras. Tienen dos electrones s en su niveles energéticos más externos (n) y electrones f en niveles más interiores (n-2). Algunos también tienen electrones d en niveles intermedios (n-1).

Elementos anfígenos

El grupo de los anfígenos o calcógenos es el grupo conocido antiguamente como VIA, y actualmente grupo 16 (según la IUPAC) en la tabla periódica de los elementos, formado por los siguientes elementos: oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), telurio (Te) y polonio (Po).

Aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia (última capa s2p4), sus propiedades varían de no metálicas a metálicas en cierto grado, conforme aumenta su número átomico.

El oxígeno y el azufre se utilizan ampliamente en la industria y el telurio y el selenio en la fabricación de semiconductores.

 

Halógenos

Los halógenos (del griego, formador de sales) son los elementos que forman el grupo 17 (anteriormente grupo VII A) de la tabla periódica: flúor, cloro, bromo, yodo y astato.

En estado natural se encuentran como moléculas diatómicas químicamente activas [X2]. Para llenar por completo su último nivel energético (s2p5) necesitan un electrón más, por lo que tienen tendencia a formar un ion mononegativo, X-. Este anión se denomina haluro; las sales que lo contienen se conocen como haluros.

 

Gases nobles

Los gases nobles son un grupo de elementos químicos con propiedades muy similares: bajo condiciones normales, son gases monoatómicos inodoros, incoloros y presentan una reactividad química muy baja. Se sitúan en el grupo 18 (8A) de la tabla periódica (anteriormente llamado grupo 0). Los seis gases nobles que se encuentran en la naturaleza son helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe) y el radioactivo radón (Rn).

Las propiedades de los gases nobles pueden ser explicadas por las teorías modernas de la estructura atómica: a su capa electrónica de electrones valentes se la considera completa, dándoles poca tendencia a participar en reacciones químicas, por lo que sólo unos pocos compuestos de gases nobles han sido preparados hasta 2008. El xenón reacciona de manera espontánea con el flúor (debido a la alta electronegatividad de éste), y a partir de los compuestos resultantes se han alcanzado otros. También se han aislado algunos compuestos con kriptón. Los puntos de fusión y de ebullición de cada gas noble están muy próximos, difiriendo en menos de 10 °C; consecuentemente, sólo son líquidos en un rango muy pequeño de temperaturas.

 

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