Traducciion Patrones Periodicos

Patrones periódicos

Geoff Rayner-Canham

Sir Wilfred College, Memorial University, Corner Brook, NF A2N 6P9, Canadá;

Cada químico está familiarizado con las tendencias de grupo y periodo de la tabla periódica. Sin embargo, hay otras maneras en que los elementos presentan similitudes. Hasta donde yo sé, no ha habido una revisión sistemática de estos otros patrones. Esto es lamentable, ya que el de las críticas a la consecución de la química inorgánica descriptiva es la abrumadora cantidad de propiedades ajenas, a diferencia de la "ordenada" la naturaleza de la química orgánica. Así, los vínculos descritos aquí permiten a los instructores deben centrar su alcance en las similitudes (dentro de ciertos límites) entre los elementos y no tan el conjunto de hechos no relacionados.

La relación Diagonal

Fuera de las tendencias de grupo y período, la relación diagonal es probablemente el más conocido de los patrones (1). La relación puede ser definida como la similitud en las propiedades químicas entre un elemento y que a la parte inferior derecha de la misma en la tabla periódica.

Se encuentra que la relación diagonal sólo es significativa para tres pares de elementos: litio y magnesio, berilio y aluminio, y boro y silicio.

Los mejores ejemplos de semejanza entre la química del litio y de magnesio son (2):

1. Forma un óxido de litio normal, Li2O, como los metales alcalinotérreos no, peróxidos o superóxidos como los otros metales alcalinos.

2. El litio es el único metal alcalino para formar un nitruro, Li3N, mientras que todos los metales alcalinotérreos formar nitruros.

3. El litio es el metal alcalino para formar sólo un carburo (2 -). Li2C2, mientras que todos los metales alcalinotérreos formar carburos.

4. De litio forma compuestos organometálicos como los de magnesio.

Figura 1. Elementos considerados comúnmente unidos por la relación diagonal.

Figura 2. La relación de los elementos del grupo principal período tercero de la serie de metales de transición respectiva.

Nosotros, siempre hay que tener cuidado de no empujar el concepto de tales similitudes demasiado lejos. Por ejemplo, algunos nota de texto que hay similitudes entre la solubilidad y la descomposición termal de litio y magnesio oxisales. Sin embargo. Mackinnon ha tabulado los datos y demostrado que las reivindicaciones son más mitología química que la realidad. (3)

Tanto berilio y aluminio son s anfóteros, formadores de berilates y aluminatos solución fuertemente básica. Mucho más raro, estos elementos forman carburo verdaderos (4 -) y compuestos (Be2C Al4C3) que reaccionan con el agua para dar metano. Los otros metales alcalinotérreos carburos forma (2 -), tales como carburo de calcio (2 -), CaC2 que dar etino en la hidrólisis.

Algunas de las similitudes de boro y silicio se enumeran a continuación.

1. Tanto el boro y el silicio en forma sólida óxidos ácidos, B2O3 y SiO2, respectivamente.

2. El ácido bórico, H3BO y ácido silícico, nominalmente H4SiO4, son ácidos débiles.

3. Hay numerosos boratos y silicatos poliméricos.

4. Ambos elementos forman familias de hidruros gaseosos, inflamables borones y silanos, respectivamente.

El Grupo (n) y (n 10) Similitudes del Grupo

Fueron las similitudes entre estos dos conjuntos que llevó a Mendeleev y otros para construir un sencillo de ocho columnas de la tabla periódica. Cuando los químicos se dieron cuenta de la importancia de número atómico en orden determinado periódico, la resultante 18-Columnas grupo tenía etiquetas 1A 1B. etc, para continuar a proporcionar un vínculo entre los dos conjuntos. Con la nueva numeración 1-18, esta relación es menos evidente y está en peligro de ser olvidado. Para restaurar esta vinculación, Laing ha propuesto que los símbolos del grupo de 13 a 17 elementos de los periodos 2 y 3 se calientan por encima del grupo 3 al grupo de 7 elementos (4). Sin embargo, es sobre todo una relación entre el período de 3 elementos principales del grupo y el período siguiente elemento de transición donde el principal ocurrir. Una definición de esta relación es, las similitudes en las fórmulas químicas y las estructuras para el mismo estado de oxidación entre el miembro (n) del primer período de los metales de transición y el elemento (n 10) del elemento de grupo principal período tercero.

Se puede argumentar en simples motivos estado de oxidación que habrá similitudes entre estos dos conjuntos, pero las similitudes van más allá de grasa semejanzas simple fórmula. Encontramos algunos partidos en estructuras muy inusuales y propiedades.

El fósforo (V) y vanadio (V) ilustran este emparejamiento. Por ejemplo, fosfato, PO4-3, y vanadato, VO4-3, ambos iones son bases fuertes, pero además, los dos elementos forman un gran número de aniones poliméricos, incluyendo el único par de P4O12-4. También forman análogos oxicloruros, POCl3 y VOCl3, y sales que contienen aniones similares flúor-: PF6-y-VF6.

Azufre (VI) y el cromo (VI) son par de segundos (n) y (n +10) elementos relacionados. Sulfato, SO42-, y cromato, CrO42-, sales de aniones son isomorfos de dímero y paralelo, S2O72-y-CrO72, también existen. Los elementos forman oxicloruros de volátiles: cloruro de sulfurilo (MP-93 ° C, punto de ebullición 117 ° C) que se descompone en agua. El trióxido de azufre y óxido de cromo (VI) son ambos fuertemente ácido, bajo punto de fusión sólidos que reaccionan con el agua.

Cloro (VII) y manganeso (VII) muestran semejanza en que su perclorato oxianiones, ClO4-, y permanganato, MnO4-, son a la vez fuertemente oxidante y sus sales isomorfa. Sus óxidos, heptaoxide de dicloro, Cl2O7, y óxido de manganeso (VII), Mn2O7, son líquidos altamente explosivos a temperatura ambiente. El cloro y el manganeso mostrar otra semejanza mediante la formación de óxidos en un estado de oxidación que no se puede predecir para cualquier elemento-que de +4. Aunque el dióxido de cloro es un gas y manganeso (IV) óxido es un sólido, es realmente curioso por qué estos dos bien establecidos óxidos deben poseer tales estados de oxidación raras para los dos elementos.

Las sales de magnesio y el zinc tienen varias propiedades comunes: sus sulfatos son solubles

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