Elementos Quimicos

ELEMENTOS QUIMICOS

2.1 PERIODICIDAD QUÍMICA

La periodicidad se describe como una propiedad de los elementos químicos. Indica que lo elementos que pertenecen a un mismo grupo o familia de la tabla periódica tienen propiedades muy similares.

La tabla periódica está ordenada en periodos y grupos o familias, en ella se ordenan los 118 elementos conocidos en la actualidad.

Un grupo de la tabla periódica es una columna vertical de la tabla. Hay 18 grupos en la tabla estándar. El hecho de que la mayoría de estos grupops correspondan directamente a una serie química no es fruto del azar. La tabla ha sido inventada para organizar las series químicas conocidas dentro de un esquema coherente. La distribución de los elementos en la tabla periódica proviene del hecho de que los elementos de un mismo grupo poseen la misma configuración electrónica en su capa más externa. Como el comportamiento químico está principalmente dictado por las interacciones de estos electrones de la última capa, de aquí el hecho de que los elementos de un mismo grupo tengan similares propiedades físicas y químicas.

GRUPOS O FAMILIAS.- Los grupos se representan con las letras A y B, siendo el grupo A el de los llamados representativos y el grupo B el de los elementos metálicos de transición.

GRUPO I A: Llamado de los metales alcalinos.

• Son elementos de color blanco como la plata, blandos y ligeros, se funden a bajas temperaturas, ocasionan quemaduras al tocarlos y reaccionan con el aire, además no se encuentran libres en la naturaleza.

• Son llamados alcalinos por su reacción con el agua formando bases.

• Son agentes reductores fuertes.

• Presentan un e- en su último nivel de energía.

GRUPO II A: Llamados metales alcalino - térreos.

• Entran en la composición de las rocas corrientes, todos sus isótopos son radioactivos.

• Todos se pueden separar por electrólisis de sus sales fundidas.

• El berilio es utilizado en la fabricación de transmisiones, muelles y otras partes de maquinaria.

GRUPO III y IV A: Grupos del Boro y del Carbono.

• Poseen elementos metálicos y No metálicos.

• Presentan tres y cuatro e- en su último nivel de energía.

• El Boro es considerado elemento puente.

GRUPO V y VI A

• Los elementos sólidos y gaseosos existen en la naturaleza en más de una forma (alotropía).

• Presenta 5 o 6 e- en su último nivel de energía.

GRUPO VII A: Halógenos.

• El hidrógeno es único entre los elementos. Su núcleo consiste en un p+ alrededor del cual gira un e-, se le agrupa con los metales alcalinos por su número atómico. Además es un gas activo.

• Tienen siete e- en su último nivel de energía, el término halógeno significa que producen sales.

GRUPO VIII A ó grupo cero. Gases nobles o inertes.

• Son constituyentes de la atmósfera en menos del 1%.

• Su configuración electrónica está totalmente saturada. No ceden ni absorben e-, debido a ésta característica.

SERIE DEL LANTANO (TIERRAS RARAS)

• Son metales blandos y maleables, no son escasos.

• Tiene dos e- externos y 8 ó 9 e- en la segunda capa interna.

• Difieren por los e- en la tercera capa interna.

SERIE DEL ACTINIO

• Comprenden los átomos más pesados de todos los elementos.

• Elementos artificiales o sintéticos en su mayoría.

PERIODOS.- Son siete, están representados horizontalmente, describen la periodicidad del no. atómico de los elementos. Para describir los periodos Henry Moseley se basó en el espectro de emisión que producen los elementos al incidir una fuente luminosa sobre ellos. A través de esto Moseley dice que: “Las propiedades de los elementos son una función periódica de sus números atómicos”.

2.1.1 DESARROLLO DE LA TABLA PERIODICA MODERNA

La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios aspectos del desarrollo de la química y la física:

• El descubrimiento de los elementos de la tabla periódica

• El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos

• La noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico y

• Las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.

El descubrimiento de los elementos

Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y el mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista Henning Brand descubrió el fósforo (P).

En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N).

También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento, que condujo aAntoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos.

A principios del siglo XIX, la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y alcalino-térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy. En 1830 ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX, con la invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio (Cs, del latín caesĭus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio (Rb, rojo), etc.

Triadas de Döbereiner

Triadas de Döbereiner

Litio

LiCl

LiOH Calcio

CaCl2

CaSO4 Azufre

H2S

SO2

Sodio

NaCl

NaOH Estroncio

SrCl2

SrSO4 Selenio

H2Se

SeO2

Potasio

KCl

KOH Bario

BaCl2

BaSO4 Telurio

H2Te

TeO2

Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades análogas y relacionarlo con los pesos atómicos se debe al químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849) quien en 1817 puso de manifiesto el notable parecido que existía entre las propiedades de ciertos grupos de tres elementos, con una variación gradual del primero al último. Posteriormente (1827) señaló la existencia de otros grupos de tres elementos en los que se daba la misma relación (cloro, bromo y yodo; azufre, selenio y telurio; litio, sodio y potasio).

A estos grupos de tres elementos se les denominó triadas y hacia 1850 ya se habían encontrado unas 20, lo que indicaba una cierta regularidad entre los elementos químicos.

Döbereiner intentó relacionar las propiedades químicas de estos elementos (y de sus compuestos) con los pesos atómicos, observando una gran analogía entre ellos, y una variación gradual del primero al último.

En su clasificación de las triadas (agrupación de tres elementos) Döbereiner explicaba que el peso atómico promedio de los pesos de los elementos extremos, es parecido al peso atómico del elemento de en medio. Por ejemplo, para la triada Cloro, Bromo, Yodo los pesos atómicos son respectivamente 36, 80 y 127; si sumamos 36 + 127 y dividimos entre dos, obtenemos 81, que es aproximadamente 80 y si le damos un vistazo a nuestra tabla periódica el elemento con el peso atómico aproximado a 80 es el bromo lo cual hace que concuerde un aparente ordenamiento de triadas.

Ley de las octavas de Newlands

1 2 3 4 5 6 7

Li

6,9

Na

23,0

K

39,0 Be

9,0

Mg

24,3

Ca

40,0 B

10,8

Al

27,0

C

12,0

Si

28,1

N

14,0

P

31,0

O

16,0

S

32,1

F

19,0

Cl

35,5

Chancourtois

En 1864, Chancourtois construyó una hélice de papel, en la que estaban ordenados por pesos atómicos (masa atómica) los elementos conocidos, arrollada sobre un cilindro vertical. Se encontraba que los puntos correspondientes estaban separados unas 16 unidades. Los elementos similares estaban prácticamente sobre la misma generatriz, lo que indicaba una cierta periodicidad, pero su diagrama pareció muy complicado y recibió poca atención.

Ley de las octavas de Newlands

En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands comunicó al Royal College of Chemistry (Real Colegio de Química) su observación de que al ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos (prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero. En esta época, los llamados gases nobles no habían sido aún descubiertos.

Esta ley mostraba una cierta ordenación de los elementos en familias (grupos), con propiedades muy parecidas entre sí y en Periodos, formados por ocho elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente.

El nombre de octavas se basa en la intención de Newlands de relacionar estas propiedades con la que existe en la escala de las notas musicales, por lo que dio a su descubrimiento el nombre de ley de las

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