La tabla periódica. (Historia) - Colegio Marista La Inmaculada
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La tabla periódica. (Historia) Los primeros intentos importantes de clasificación de los elementos fueron los siguientes: - En primer lugar, el alemán Johann Döbereiner (en 1829), propuso la clasificación de los elementos por tríadas; es decir, clasificaba los elementos de tres en tres. En esta tríada, la media aritmética entre el primer y el tercer elemento tenía que dar la masa atómica del 2º elemento. Así por ejemplo, en la tríada litio, sodio, potasio; al hacer la media de las masas atómicas del litio y del potasio, nos da la masa atómica del sodio. - En segundo lugar, el geólogo francés Alexandre-Emile Beguyer de Chancourtois (1862) colocó los elementos en forma de tabla en la que estaban ordenados por masa atómica creciente, de forma que en las mismas columnas se mostraban los elementos con similares características químicas. Construyó el caracol telúrico, en el que dispuso por orden de masa atómica creciente en forma de escalera de caracol. - Más tarde, en 1865, el inglés John Alexander Reina Newlands, realizó una clasificación de los elementos por octavas (grupos de ocho elementos) y comparó su clasificación con el sistema musical. Los elementos de cada octava tenían propiedades que variaban poco a poco. Estas octavas son periódicas, ya que en cada octava se repiten aproximadamente las mismas propiedades. Este sistema fue ridiculizado. - En 1869, de forma independiente, Julius Lothar Meyer y Dimitri Ivanovich Mendeleiev, propusieron tablas que siguieron las ideas de Chancourtois y de Newlands. Descubrieron la relación entre la masa atómica (peso atómico) y las propiedades físicas y químicas. Ordenaron los elementos por series. Mendeleiev además enuncio la ley periódica, que decía que las propiedades de los elementos químicos no varían arbitrariamente, sino de una manera sistemática con la masa átomica. Mendeleiev fue más valorado que Lothar. Los principales méritos de Mendeleiev fueron: o Su tabla era periódica, porque demostraba la repetición de las propiedades químicas de los elementos. o Si alguna vez el orden basado en la masa atómica contradecía el orden esperado según las propiedades, cambiaba el orden (daba prioridad a las propiedades químicas). o Además, cuando encajaban los elementos, a veces dejaba huecos en blanco, que sería ocupados por elementos que aún habría que descubrir. o Finalmente, pronosticó las propiedades y masas atómicas de los elementos que quedaban por descubrir y que ocuparían los espacios en blanco. Como consecuencia, en la clasificación de Mendeleiev hay tres pares de elementos descolocados (por ser colocados según la masa atómica). - Más tarde fue muy importante la aportación de Henry Gwyn-Jeffrey Mosseley, que determinó las longitudes de onda de los rayos X producidos por distintos elementos y observó que dicha longitud era menor a medida que se avanzaba en la tabla periódica. Ordenó por número atómico (que coincidía con el número de protones) creciente los elementos, ya que las propiedades de los elementos ordenados según su masa atómica quedaban desordenadas. - Más tarde apareció la tabla de Werner y Path, que es la tabla tal y como la conocemos, aunque finalmente se acabó incluyendo los lantánidos y actínidos. 2. El núcleo atómico. Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o propiedades y no se puede dividir por procesos químicos. La masa del átomo está principalmente concentrada en el núcleo ya que la masa de los electrones es insignificante. Está formado por el núcleo (zona de pequeño volumen en comparación con el resto del átomo, aunque incluye casi la totalidad de su masa; y está constituido por protones y neutrones) y la corteza (parte casi sin masa en la que se encuentran los electrones en cada orbital dando vueltas al átomo). La corteza como contiene electrones, tiene carga negativa. A +-n E Z n Número atómico (Z): es el número de protones que hay en el núcleo. En u átomo neutro es igual también al número de electronesNúmero másico (A): Es el número de protones más el número de neutrones, es decir, el total de nucleones (nucleón = partícula del núcleo). Por tanto: Nº másico = nº atómico + nº de neutrones N Indica el número de átomos de elemento, cuando este se halla unido a otros +-N Indica la carga del átomo. La masa atómica es la masa de un átomo medida en umas. Una uma es 1/12 de la masa de un C12 (carbono 12). Es la media ponderada de las diversas masas atómicas que puede presentar un elemento (puesto que este presenta isótopos por ejemplo). Los isótopos son átomos con el mismo nº de protones (del mismo elemento mismo nº atómico), pero distinto nº de neutrones (esto hace que cambien sus propiedades físicas, aunque tienen las mismas propiedades químicas). Los isóbaros son átomos que tienen el mismo nº másico aunque distinto número atómico. No se parecen químicamente, pero si físicamente. Isoelectrónicos son especies químicas (átomos) con el mismo nº de electrones. Ejemplo: Li+, H… Iones Átomos que han perdido o ganado electrones y por ello quedan cargados negativamente (si ganan, se llamarían aniones) o positivamente (si pierden electrones, se llamarían cationes) Ahora vendría la estructura electrónica, aunque ya que la he puesto, por lo que para seguir entendiendo lo siguiente es importante saberse bien lo anterior (si no lo tienes Descargar) 3. Organización de la tabla periódica de los elementos. La tabla está organizada en períodos o filas: - - Período: está formado por todos los elementos con el mismo nivel energético superior, es decir, nos determina cuál será la última capa de un elemento y por tanto nos determina el número cuántico principal (1 para el primer período, 2 para el 2º…). Hay 7 períodos y por tanto habrá 7 niveles, pero no todos tendrán el mismo número de elemento, debido a que cuanto mayor es el nº principal, hay más valores para l (aunque solo alcance hasta 4) y por ello habrá más orbitales. Tienen propiedades químicas que van cambiando poco a poco. Grupo: (familia o columna) está formado por los elementos que presentan una configuración electrónica similar en su nivel más alto. Estos elementos presentan el mismo número de electrones en el mismo tipo de orbital en su capa más externa. Esto explica que tengan propiedades químicas similares. Ha y 18 grupos: o ELEMENTOS P: Los halógenos son los elementos que pertenecen al grupo (columna) del flúor su configuración electrónica termina en np5 (n el nº de período). Los anfígenos son los elementos que pertenecen al grupo (columna) del oxígeno su configuración electrónica termina en np4 (n el nº de período). Los nitrogenoideos son los elementos que pertenecen al grupo (columna) del nitrógeno su configuración electrónica termina en np3 (n el nº de período). Los carbonoideos son los elementos que pertenecen al grupo (columna) del carbono su configuración electrónica termina en np2 (n el nº de período). Los térreos o boroideos son los elementos que pertenecen al grupo (columna) del boro su configuración electrónica termina en np1 (n el nº de período). o ELEMENTOS S: Los alcalinotérreos son los elementos que pertenecen al grupo (columna) del berilio y terminan en ns2. El helio se coloca en esta columna aunque no tenga las mismas propiedades químicas y no sea alcalinotérreo, porque acaba en 1s2. Los alcalinos son los elementos que pertenecen al grupo (columna) del litio y acaban en ns1. El hidrógeno se coloca en esta columna aunque no tenga las mismas propiedades químicas y no sea alcalino, porque acaba en 1s1. o ELEMENTOS D: También están los elementos de transición, que son los elementos que van desde el grupo del escandio hasta el grupo anterior a los térreos; en estos la última capa de electrones viene dada por: (n-1)dx; siendo x números del 1 al 10 ( para el primer grupo de elementos de transición 1, para el 2º 2…). Si contamos además los lantánidos y actínidos nos aparecen también los elementos f o elementos de doble transición, cuya capa de electrones más externa viene dada por (n-2)dx (siendo x números del 1 al 14). Estos elementos incluyen al lantano y al actinio también, pero no al escandio y al itrio. H He Boroideos o térreos Carbonoideos Nitrogenoideos Anfígenos Halógenos Alcalinos Alcalinotérreos Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Elementos de transición y de doble transición. Estos elementos de doble transición se colocan tras los alcalinotérreos en la forma larga. En realidad este es su lugar natural, aunque es más corriente la forma corta de la tabla, en la cual se colocan a parte para reducir las dimensiones de la tabla. Propiedades periódicas. El radio atómico es la mitad de la distancia entre dos núcleos de átomos idénticos. En un mismo grupo, a medida que avanzamos, el radio atómico irá aumentando ya que los electrones se colocan cada vez en niveles más externos, más altos y más lejos del núcleo. Además la carga de los demás electrones los repele más del núcleo. En los períodos suele pasar justo al contrario, ya que se van añadiendo electrones pero en el mismo nivel, y aunque cuanto más electrones haya más se repelen, también a la vez que se van añadiendo electrones se añaden protones, que vencen esta fuerza de repulsión y atraen a los electrones. Esto es así porque los protones están todos juntos mientras que los electrones no. Aunque en los últimos períodos al final empieza a aumentar el radio un poco, predomina la atracción por parte de los protones. El radio iónico será lo mismo pero con iones. En los iones positivos, el radio disminuirá ya que lo que se hace es perder electrones. Además en algunos casos hasta se baja un nivel. Por ello los iones positivos de la zona media reducen menos su radio. En los iones negativos pasa justamente lo contrario, ya que se añaden electrones sin añadir protones, y por ello es más fuerte la repulsión que se produce entre los electrones.
