Guía Nº 3 Química

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LICEO INDUSTRIAL MUNCIPAL
BENJAMIN FRANKLIN
GUÍA Nº3: TABLA PERIÓDICA
NOMBRE DEL SECTOR DE APRENDIZAJE:
QUÍMICA
NIVEL DEL SUBSECTOR:
PRIMERO MEDIO
PROFESOR:
SONIA CORNEJO
NOMBRE ALUMNO:…………………………
CURSO:……………
FECHA:…………..
CONTENIDOS DEL PROGRAMA DE ESTUDIOS CONSIDERADO EN EL DOCUMENTO:
Materia y sus transformaciones:
-Investigaciones sobre la tabla periódica
-Estructura electrónica de los átomos con la constitución de la tabla periódica
1. TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
La tabla periódica clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características;
su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.
1.1 Historia de la Tabla Periódica
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: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N). También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento, que
condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. En 1830 ya se
conocían 55 elementos.
La primera clasificación de elementos conocida, fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien propuso que los elementos se
clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales de transición. Aunque muy práctico y todavía funcional en la tabla
periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas.
Dobereiner, en 1817, agrupó los elementos en tríadas según semejanzas en sus masas atómicas. Chancourtois creó un anillo
telúrico, ordenación en espiral en torno a un cilindro imaginario y Newlands (1864) propuso la “ley las octavas”, estableciendo que
cada ocho elementos en orden ascendente de sus masas atómicas se repetía algunas característica. En 1869 el alemán Lothar Meyer
propuso una tabla con 54 elementos ordenados según volúmenes atómicos. Sin embargo, la historia le ha dado mayores méritos a
la proposición de Mendeleiev.
Mendeleiev, en 1869, ordenó los elementos químicos según el orden creciente de sus masas atómicas y observó que el primer
elemento, el litio, tenía similitudes con el sodio. Sucedía lo mismo entre los elementos berilio y magnesio, boro y aluminio, etc.
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Los elementos fueron ordenados en forma tabular de manera que todos aquellos que estaban en la misma columna tuvieran
propiedades parecidas. Actualmente como ordenador de los elementos se considera el número atómico Z.
1.2 Tabla Periódica de Mendeleiev
Entre 1860 y 1870, el científico ruso Dimitri Mendeleiev y el alemán Julius Lothar Meyer, trabajando en forma independiente,
llegaron a organizar los elementos químicos conocidos de acuerdo con su masa atómica, lo que les permitió deducir que en orden
creciente de masa los elementos presentaban propiedades similares que se repetían periódicamente, estableciendo la Ley periódica,
gracias a la cual se ordenaron los elementos de similares características en una misma columna.
Mendeleiev presentó su trabajo a la Sociedad Química Rusa en 1869, señalando los siguientes postulados:
1. Si se ordenan los elementos según sus masas atómicas, estos muestran una evidente periodicidad.
2. Los elementos semejantes en sus propiedades químicas tienen pesos atómicos que son ya sea de valores similares (ejemplo Pt, Ir,
Os) o que aumentan de manera regular (ejemplo K, Rb, Cs).
3. La colocación de los elementos en orden a sus masas atómicas corresponde a su valencia.
4. Los elementos más difundidos en la naturaleza son los de masa atómica pequeña. Estos elementos poseen propiedades bien
definidas.
5. El valor de la masa atómica caracteriza a un elemento y permite predecir sus propiedades.
6. En determinados elementos puede corregirse la masa atómica si se conoce la de los elementos adyacentes.
Años de estudio permitieron deducir a otros científicos que el modelo planteado por Mendeleiev presentaba aciertos y errores.
Entre ellos se pueden mencionar:
a) Aciertos: Concluyó que faltaban elementos que obedecieran a la secuencia propuesta, razón por la cual dejó libres los
espacios que les correspondían, aun cuando no habían sido descubiertos.
b) Errores: 1. No designó un lugar fijo para el hidrógeno.
2. Considera una sola valencia para cada uno de los elementos y hoy se conocen más de una para algunos elementos.
3. Los elementos lantánidos son reconocidos en una sola ubicación, como si se tratara de un solo elemento.
4. El principal y más importante es que los elementos no siempre están en orden creciente de sus masas atómicas.
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Figura 1: Tabla Periódica de Mendeleiev y Tabla Periódica actual
1.3 Clasificación actual de la Tabla Periódica
La Tabla periódica de los elementos que actualmente empleamos es similar a la de Mendeleiev, aunque se ordena en función del
número atómico (Z) de acuerdo con la ley fundamental que rige la clasificación de los elementos. Según esta, las propiedades
periódicas de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos, dando origen a filas horizontales llamadas
períodos, siete en total, y columnas verticales, conocidas como grupos o familias, 18 en total, antiguamente divididos en grupos
“A”y “B”.
1.3.1 Tabla periódica y configuración electrónica:
Sabemos que las configuraciones electrónicas de los elementos están relacionadas con su posición en la Tabla periódica, pues en
ella los elementos que tienen un patrón similar de configuración de los electrones de la capa externa están dispuestos en las mismas
columnas, mientras aquellos que tienen niveles energéticos muy similares y algunos idénticos se encuentran en las mismas filas.
Ejemplos:
1.3.1.1 Grupos (columnas):
1.3.1.2 Periodos (filas):
Los grupos 1, 2 y 13 al 18 (antiguas IA, IIA y IIIA al VIIIA) agrupan los elementos representativos, que se caracterizan por
terminar su configuración electrónica en los subniveles s o sp. La notación antigua en los elementos representativos, permitía saber
el número de electrones presentes en el último nivel. Por ejemplo, IIIA indica que los elementos ubicados en esa columna poseen 3
electrones de valencia, que son los que participan en las reacciones químicas. El grupo 18 (VIIIA) corresponde a los gases nobles.
Los grupos 3 al 12 (antiguos “B”), que concentran a todos los elementos en cuya configuración electrónica los últimos electrones
ocupan los subniveles d y f, son denominados de transición. Estos últimos (elementos de transición) tienen el subnivel d
incompleto, o bien dan lugar a cationes que tienen el subnivel d incompleto.
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1.3.2 Clasificación por Bloque
1.3.2.1 Elementos Representativos
El bloque s está formado por los elementos representativos de los grupos 1 y 2. Los elementos del grupo 1, los metales alcalinos,
tienen configuración electrónica ns1. Los metales alcalinotérreos, situados en el grupo 2, tienen configuración ns 2.
El bloque p lo forman los elementos representativos de los grupos del 13 al 18, cuyos electrones de valencia ocupan los orbitales
p. Los elementos del grupo 13, del grupo térreos, tienen configuración externa ns2np1. Los elementos del grupo 14, del grupo
carbonoides, tienen configuración electrónica ns2np2. Los elementos del grupo 15, del grupo nitrogenoides, tienen configuración
electrónica ns2np3. Los elementos del grupo 16, del grupo de los calcógenos, tienen configuración electrónica ns2np4. Los
elementos del grupo 17, halógenos, tienen configuración electrónica ns2np5. Los elementos del grupo 18, gases nobles, tienen la
capa de valencia completa, siendo su configuración electrónica ns2np6, a excepción del helio, que tiene configuración 1s2.
1.3.2.2 Elementos de Transición
Los elementos del bloque d, denominados elementos de transición, están en el centro de la tabla, ocupando los grupos del 3 al 12.
Los electrones externos ocupan los orbitales d correspondientes al nivel n-1. Las configuraciones varían desde (n-1)d1ns2 en el
grupo 3, hasta (n-1)d10ns2 en el grupo 12.
El bloque f comprende los elementos de transición interna. Está formado por dos series de 14 elementos cada una, ocupando los
electrones orbitales f del nivel (n-2). La configuración electrónica, con algunas excepciones, puede escribirse de forma general
como (n-2)f 1–14(n-1)d1ns2, tomando n un valor de 6 para los lantánidos y 7 para los actínidos. Algunas propiedades físicas de los
elementos varían regularmente en función de su configuración electrónica, esto es, de su posición en la Tabla periódica.
Figura 2: Tabla Periódica divida en bloques, s y p elementos representativos; d y f elementos de transición y transición interna.
1.3.3 Clasificación por tipo de elemento
Los elementos se pueden clasificar de acuerdo con sus propiedades estructurales, eléctricas e incluso según sus configuraciones
electrónicas.
1.3.3.1 Metales: se caracterizan por ser buenos conductores de calor y electricidad. Son sólidos a temperatura ambiente,
a excepción del mercurio que es un líquido.
Los metales tienden a tener energías de ionización bajas, por lo cual forman iones positivos con facilidad, por lo tanto se oxidan
(pierden electrones) cuando participan en reacciones químicas.
1.3.3.2 No Metales: se caracterizan por ser malos conductores y excelentes aislantes térmicos. Se presentan en cualquier
estado de la materia y se quiebran con facilidad cuando se manifiestan como sólidos, por lo que no son dúctiles y no tienen brillo.
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Existen 7 no metales en condiciones normales como moléculas diatómicas, 5 de los cuales son gases (H2, N2, O2, F2, Cl2), el Br2
que es líquido y el I2 que es un sólido volátil.
Gracias a su afinidad electrónica, los no metales tienden a ganar electrones cuando reaccionan con metales.
1.3.3.3 Metaloides: se caracterizan por presentar un comportamiento intermedio entre los metales y los no metales. Estos
pueden ser brillantes u opacos y su forma puede cambiar fácilmente. Estos son usados en la industria de los semiconductores
(procesadores y memoria de los computadores).
DESARROLLO DE LA GUÍA
ACTIVIDAD 1: DESARROLLO Y USO DE VOCABULARIO.
En el texto que debías leer, hay algunas palabras que corresponden a conceptos importantes sobre el tema tratado y es necesario
que los entiendas en el contexto en que están usados.
Para este fin te invitamos a realizar las siguientes actividades:
1° Busca en el diccionario las ocho palabras subrayadas en el texto y escribe el significado más apropiado al texto, en la tabla que
está a continuación, de acuerdo al siguiente ejemplo:
EJEMPLO:
“…el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista Henning Brand descubrió el
fósforo (P).”
2.- En REEMPLAZO DEL TEXTO, Considerando las definiciones encontradas, escribe cada una de ellas en el espacio ubicado
al lado de la palabra subrayada
“…el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista, aquel que practica un
conjunto de antiguas doctrinas y experimentos, relativas a la transmutación de la materia y que fueron el precedente de la química
moderna, Henning Brand descubrió el fósforo (P).”
Palabras del texto
Definición:
1-. Alquimista
aquel que practica un conjunto de antiguas doctrinas y experimentos, relativas a la transmutación de
la materia y que fueron el precedente de la química moderna
REEMPLAZO DEL TEXTO.
“…el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista, aquel que practica un
conjunto de antiguas doctrinas y experimentos, relativas a la transmutación de la materia y que fueron el precedente de la
química moderna, Henning Brand descubrió el fósforo (P).”
2.- tabular
REEMPLAZO DEL TEXTO.
“Los elementos fueron ordenados en forma
manera que todos aquellos que estaban en la misma columna tuvieran propiedades parecidas.”
de
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3-. periódicamente
REEMPLAZO DEL TEXTO.
“…masa
los
elementos
presentaban
propiedades
similares
que
se
repetían________________________________________________________________________________________________
estableciendo la Ley periódica, gracias a la cual se ordenaron los elementos de similares características en una misma columna.”
4.- adyacentes
REEMPLAZO DEL TEXTO
“En determinados elementos puede corregirse la masa atómica si se conoce la de los elementos __________________________
___________________________________________________________________________ .”
5.- valencia
REEMPLAZO DEL TEXTO
“Considera una sola ____________________________________________________________________________________
para cada uno de los elementos y hoy se conocen más de una para algunos elementos.”
6.- afinidad electrónica
REEMPLAZO DEL TEXTO
“Gracias a su _______________________________________________________________________________, los no metales
tienden a ganar electrones cuando reaccionan con metales.”
ACTIVIDAD 2: ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN
A continuación te invitamos a organizar la información del texto y registrarla de manera ordenada, según se solicita en las
columnas A, B y C de la tabla.
Procedimiento:
1°.- Vuelve al texto e identifica los temas, los que reconocerás porque se encuentran subrayados, en negrita y separados por
números (1, 2, 3, etc.), regístralos en la columna A.
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2°.- A continuación registra en la misma columna A, debajo del tema correspondiente, los subtemas asociados a éste. Los
reconocerás porque están escritos en cursivas y enumerados por dos cifras divididas con un punto (1.1, 1.2, 1,3, etc), cada vez que
cambie el tema, cambiará también la primera cifra (2.1, 2.2, 2.3, etc).
3°.- Luego escribe en la columna B, las ideas principales de cada tema y subtema, recuerda que estas corresponden a la
información más importante, a lo central, sin detalles (escríbelas por medio de oraciones breves.
4°.- Finalmente para terminar la organización, registra en la columna C, aquellos conceptos o palabras que consideres más
importantes para entender el tema tratado (escribe un mínimo de tres y un máximo de cinco).
Nota: Es importante que consideres que NO todos los temas tiene la misma cantidad de subtemas. Cada guía presenta un
texto distinto con temas y subtemas diversos.
A
B
TEMAS Y
SUBTEMAS QUE
APARECEN EN EL TEXTO
IDEAS DE
SUBTEMA
1.- Tabla Periódica
Es la organización y distribución de los
distintos elementos químicos.
Elementos químicos, clasificación
1.1 Historia de la Tabla Periódica
Primeros intentos de ordenar la tabla
periódica antes de Mendeleiev
Dobereiner, Chancourtois, Newlands y
Meyer
1.2 Tabla Periódica de Mendeleiev
1.3
1.3.1
1.3.1.1
1.3.1.2
1.3.2.
CADA
C
TEMA
Y
PALABRAS CLAVES DE CADA
TEMA Y SUBTEMA PLANTEADO
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1.3.2.1
1.3.2.2
1.3.3
1.3.3.1
1.3.3.2
1.3.3.3
ACTIVIDAD 3.1.- En la siguiente tabla periódica indica, a través de lápices de colores, los distintos tipos de clasificación, por ejemplo donde se
ubican los elementos representativos, los bloques s, p, d, f, los metales, etc.
2.- Determina para los siguientes elementos a que grupo y a que periodo pertenecen. Para esto debes desarrollar la configuración
electrónica. Guíate por el siguiente ejemplo.
a. X = 15; 1s22s22p63s23p3
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Grupo = 5 o 15A
Período = 3
b. Y = 9
c. Z = 20
d. A = 13