Tabla periódica de los elementos

Tabla periódica de los
elementos
Wolfang Döbereiner
Ca
Sr
Ba
40
88
137
Li
Na
K
7
23
39
Cl
Br
I
32
80
127
En triadas de elementos con
propiedades semejantes el
elemento de en medio tiene
el promedio de la masa de
los de los extremos
1780-1849
Pattenköfer 1850
Las propiedades de los
elementos son las
propiedades de los números
Mg
Ca
Sr
24
40
88
16
48
O
S
Se
Te
16
32
80
128
16
48
48
Alexandre-Emile Chancourtois
1820 - 1886
La hélice telúrica
•
Utilizó un cilindro vertical con 16
líneas equidistantes en su superficie
paralelas al eje del cilindro.
•
Dibujó una hélice a 45° del eje del
cilindro.
De esta manera, los elementos que
diferían entre sí en peso atómico en
aproximadamente 16 unidades o
múltiplos de 16 caen más o menos en
la misma línea vertical y
sorprendentemente, estos elementos
tenían propiedades similares.
•
John A. Newlands
Si los elementos se ordenan de
acuerdo con sus pesos atómicos, el
octavo elemento, empezando por
cualquiera de ellos, es de cierta
manera una repetición del primero, en
forma similar a la nota número ocho
de la escala musical.
1837 - 1898
La Ley Periódica
Dimitri Ivanovich Mendeleiev - Ley
Periódica:
Las propiedades de los elementos son
una función periódica de sus pesos
atómicos.
Dimitri Mendeliev
1834 - 1907
¡La gran idea de
Mendeleiev!
Poner la ley periódica en forma de
tabla, a la que llamamos, lógicamente:
Tabla Periódica
63 elementos
Hechos notables
•
•
•
Aparecen algunos huecos entre elementos.
Mendeleiev considera que no puede haber
distancias tan grandes en peso entre dos
elementos adyacentes y que por lo tanto,
deben existir elementos con pesos atómicos
intermedios que no han sido descubiertos.
Mendeleiev predice las propiedades de los
elementos aun no descubiertos.
Predicciones de Mendeleiev
•
•
•
•
•
•
•
•
Eka-aluminio
Eka-Boro
Eka-silicio
Eka- manganeso
Tri-manganeso
Dvi-Telurio
Dvi-Cesio
Eka-Tantalo
•
•
•
•
•
•
•
•
Galio
Escandio
Germanio
Tecnecio
Renio
Polonio
Francio
Protactinio
Predicciones ....
Eka aluminio (1871)
• Peso atómico 68
• Densidad 5.9
• Óxido de fórmula Ea2O3
• Punto de fusión bajo
• No volátil, estable en aire
• Poco soluble en ácidos y
bases
• Se descubrirá por análisis
espectroscópico
Galio (1875)
• Peso atómico 69
• Densidad 5.94
• Óxido de fórmula Ga2O3
• Punto de fusión 30.15
• No volátil, estable en aire
• Difícilmente soluble en
los ácidos y en las bases.
• Se descubrió con ayuda
del espectroscopio
Tabla periódica de Mendeleiev
Valencia
• Mendeleiev hace notar que la
secuencia de los elementos en la
tabla está en concordancia con la
valencia (del latín valens: valer,
tomar algún valor).
• La valencia es una característica de
los elementos que se relaciona con
su capacidad de combinación.
Valencia
Valencia
Como puede observarse en la tabla anterior, existe
una secuencia regular para la valencia
(1,1,2,3,4,3,2,1,1,2...etc.)
que está relacionada con la posición relativa que
guardan los elementos en la tabla de Mendeleiev.
Los gases nobles
• En la época en que Mendeleiev
presentó su tabla, no se conocían los
llamados Gases Nobles.
• ¿Cómo se descubrieron?
• ¿Por qué se llaman nobles?
Los gases nobles
• Los gases nobles descubiertos tenían
masas atómicas relativamente bajas.
• No tenían lugar en la tabla.
• Pero ¿Cuál sería su valencia?
¡Cero!
Los gases nobles
• Si se incorporan estos elementos
(de acuerdo con su peso atómico) al
sistema periódico, se obtiene un
nuevo grupo.
• La secuencia de las valencias sería
ahora 1,0,1,2,3,4,3,2,1,0,1,2...etc. lo
que respeta la periodicidad y aún
más, mejora la secuencia de las
valencias.
Lothar Meyer
Al mismo tiempo que
Mendeleiev, pero en Alemania,
Meyer publica su clasificación
de los elementos.
Observó que las propiedades
físicas y químicas similares se
repetían periódicamente
cuando los elementos se
acomodaban según su peso
atómico creciente.
LAS TABLAS PERIÓDICAS DE
MENDELEIEV Y DE MEYER
SON LAS PRECURSORAS DE
LA TABLA PERIÓDICA
MODERNA.
1830 - 1895
Volúmenes atómicos
Volumen molar
Temperatura de fusión
Henry Moseley
1887-1915
Desarrolló el concepto de número
atómico, identificándolo como el
número de protones en el núcleo.
TABLA PERIÓDICA ACTUAL
Es una herramienta química muy
valiosa por toda la información
que reúne…
ABUNDANCIA RELATIVA DE ELEMENTOS EN EL UNIVERSO
(% EN MASA)
OXIGENO OTROS
1%
2%
HELIO
37%
HIDROGENO
60%
ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS EN EL SOL
Nótese que predominan los elementos más ligeros. De los metales de
transición hay una mayor concentración de Hierro. La mayoría son elementos
con n° atómico par.
ABUNDANCIA RELATIVA DE ELEMENTOS EN LA TIERRA
(% EN MASA)
AZUFRE, 1.9
NIQUEL, 2.4
OTROS,
3.7
MAGNESIO,
12.7
SILICIO, 15.2
HIERRO, 34.6
OXIGENO, 29.5
ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS EN LA LUNA
En la Luna hay mucho menos hidrógeno que en la corteza terrestre, lo cual habla
de la ausencia de agua. La no existencia de elementos volátiles apoya la teoría de
que la Luna se formó como cuerpo separado de la Tierra, en una zona a muy alta
temperatura de nuestro sistema solar.
Abundancia de los elementos en la corteza
terrestre (incluidos océanos y atmósfera)
CLORO,
0.2
SODIO,
2.6
CALCIO, 3.4
HIERRO, 4.7
TITANIO,
0.6
FÓSFORO, 0.1
POTASIO, 2.4
MAGNESIO, 1.9
HIDRÓGENO, 0.9
ALUMINIO, 7.5
OXÍGENO, 50
SILICIO, 26
ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS EN LA CORTEZA TERRESTRE
En la corteza terrestre abundan los cationes de los metales de las familias I y II
así como cationes con cargas eléctricas altas (metales de transición). Las sales
que predominan son en su mayoría óxidos, cloruros, fosfatos, sulfuros,
sulfatos y carbonatos.
COMPOSICIÓN DEL CUERPO HUMANO
(% EN MASA)
SODIO, 0.15
POTASIO ,
0.35
CALCIO,
1.5
FOSFORO, 1
MAGNESIO,
CLORO, 0.05
AZUFRE,
0.15
0.25
HIERRO, 0.004
NITROGENO, 3
HIDROGENO, 10
CARBONO, 18
OXIGENO, 65
Clasificación por época de
descubrimiento
C
l
a
s
i
f
i
c
a
c
i
ó
n
p
o
r
T
I
P
O
d
e
E
S
T
R
U
C
T
U
R
A
C
R
I
S
T
A
L
I
N
A
Clasificación por año de
descubrimiento
Otros formatos de la tabla
periódica actual…
La Tabla Periódica con Elementos Reales
Gases Nobles
Hidrógeno
Metales Alcalinos
Metales Alcalinotérreos
Familia del Boro
Familia del Carbono
Familia del Nitrógeno
El profesor Daniel Dreyfuss (Cincinnati, Ohio, USA) en su
Periodicar, decorado por sus alumnos de preparatoria.
Figure 06.30
Tabla larga y modelo de
Schrödinger
Electronegatividad
Linus Carl Pauling
(1901-1994), premio
Nóbel de Química
en 1954 y premio
Nóbel de la paz en
1962.
Electronegatividad
• La electronegatividad representa
una medida del grado de
atracción de un par de electrones
en un enlace covalente.
• Pauling obtuvo los valores de
electronegatividad
empíricamente, a través de la
medición de las energías de los
enlaces.
Electronegatividad
• La escala de electronegatividades
de Pauling sigue siendo la más
usada en nuestros días y
presenta valores que siempre son
positivos.
• En esta escala el F es el elemento
más electronegativo (4.0) y el Cs
el menos electronegativo (0.7).
Electronegatividad
• Los elementos que presentan valores
grandes de electronegatividad son
elementos que tienen gran tendencia a atraer
electrones y se dice que son los elementos
más electronegativos.
• Aquellos elementos con valores de
electronegatividad pequeños tenderán a
ceder electrones y se dirá que son los
elementos menos electronegativos.
Electronegatividad
H 2.1
Li 1.0
Be 1.5
B 2.0
C 2.5
N 3.0
O 3.5
F 4.0
Na 0.9
Mg 1.2
Al 1.5
Si 1.8
P 2.8
S 2.5
Cl 3.0
K 0.8
Ca 1.0
Ga 1.6
Ge 1.8
As 2.0
Se 2.4
Br 2.8
Rb 0.8
Sr 1.0
In 1.7
Sn 1.8
Sb 1.9
Te 2.1
I 2.5
Cs 0.7
Ba 0.9
Tl 1.8
Pb 1.8
Bi 1.9
Po 2.0
At 2.2
Electronegatividad
Electronegatividad
Tendencias en los radios atómicos
Radios atómicos en Å.
Explicar estas tendencias
en función de la
atracción electrostática
núcleo-electrones.
76
Propiedades periódicas
Reactividad de metales:
Metal + No metal = compuesto iónico
Óxido metálico + agua = hidróxido metálico
Óxido metálico + ácido = sal + agua
Para los metales alcalinos:
2 M + H2  2 MH
2 M + S  M2 S
2 M +2 H2O  2 MOH + H2
77
Propiedades periódicas
81