Sistema Periódico de los Elementos Químicos

INSTITUCIÓN EDUCATIVA FÉLIX DE BEDOUT MORENO
“Educamos en el ser y el conocer con respeto y compromiso”
Ciencias Naturales y Educación Ambiental
Química
Sistema Periódico de los Elementos Químicos
Una primera organización de los elementos en dos grandes grupos, metales y no metales, fue
elaborada por Lavoisier, a la que siguió una clasificación de Dumas, en familias de halógenos
(Cloro, Bromo, Yodo, Flúor) y en familias de anfígenos, en donde incluía el azufre, selenio y
telurio, partiendo de su comportamiento químico análogo.
Un paso concreto de clasificación de los elementos lo constituyó el trabajo de Döebereiner,
1817, químico alemán, quien observó que, para ciertos grupos de propiedades llamados tríadas,
existía una similitud de propiedades, además, destacó que la masa atómica del elemento central
coincidía con el valor promedio de la masa del primero y último elemento en cada tríada.
En 1864, el químico inglés Newlands ordenó los elementos en orden creciente de su masa
atómica en grupos de ocho, en donde el octavo elemento podría considerarse con propiedades
análogas al primero: Ley de octavas.
Esta idea de Newlands fue descartada al no encontrarse una regularidad a partir del elemento
bromo y por haber considerado elementos aún no descubiertos. A pesar de estas fallas, el
trabajo de Newlands contenía la esencia de la ley periódica que se propondría años más tarde.
En forma independiente y casi simultánea, en 1869, fue descubierto un esquema de clasificación
de los elementos, muy similar al que se emplea actualmente, por los químicos el ruso
Mendeleieff y el alemán Lothar Meyer. Sus clasificaciones se fundamentan en la Ley
Periódica: “Si se ordenan los elementos según sus masas atómicas crecientes se puede
observar que periódicamente se repiten algunos conjuntos de propiedades”.
La tabla periódica moderna se basa en los trabajos de Mendeleieff, sustituyendo el ordenamiento
periódico en función de la masa atómica por otro basado en los números atómicos y que
constituyen la ley periódica: “Las propiedades de los elementos son función periódica de su
número atómico”.
Estructura general del sistema periódico largo
En la tabla periódica moderna o formato largo del sistema periódico, los elementos se ordenan
de acuerdo con su número atómico en forma creciente; está diferenciada en columnas verticales
de elementos conocida como grupos o familias y en filas horizontales denominadas periódos.
Grupos o Familias
Se denominan a los grupos con los números arábigos del 1 al 18 o con los números romano del I
al VII, acompañados de las letras mayúsculas A o B. los grupos IA al VIIA se conocen como
elementos representativos, el grupo B, junto con el VIIA y la serie lantánida y actínida,
comprende los elementos de transición; el grupo VIIA o 0 está integrado por los llamados
gases nobles o inertes.
1
Los elementos de un mismo grupo presentan propiedades químicas semejantes; las propiedades
químicas de un elemento dependen de los electrones que presenten sus átomos en el último
nivel de energía, los cuales se conocen como electrones de valencia.
Todos los elementos del grupo 1 o IA tienen un orbital externo representado por ns1 , donde n es
el número cuántico principal de la capa externa.
1. Los elementos del grupo 1 o IA se denominan metales alcalinos. Está constituida por
litio Li, sodio Na, potasio K, rubidio Rb, cesio Cs y francio Fr. Se caracterizan por ser
blandos, lustrosos, de puntos de fusión y densidades bajos; sus átomos presentan un
electrón en la capa más externa. Químicamente son bastante reactivos; se combinan
directamente con no metales para formar sales. Con el agua desprenden hidrógeno y dan
soluciones acuosas de hidróxidos.
El hidrógeno aunque pertenece al grupo 1 o IA, no se incluye como alcalino, ya que sus
propiedades lo diferencian de ellos.
2. Los elementos del grupo 2 o IIA se llaman metales alcalinotérreos, y está integrado por
berilio Be, magnesio Mg, calcio Ca, estroncio Sr, bario Ba y radio Ra. Son más duros,
más densos y con puntos de fusión más elevados que los alcalinos. No son tan reactivos
como aquellos, aunque reaccionan lentamente en agua fría. Los átomos de cada
elemento poseen dos electrones en la capa más externa.
3. Los elementos del grupo 13 o IIIA se les conoce como el grupo de los aluminios, lo
constituye el boro B, aluminio Al, galio Ga, indio In y talio Tl, presentan propiedades
químicas que varían de no metal a metal, a medida que aumenta su número atómico.
Todos son metales (con excepción del boro) y sus átomos tienen tres electrones en la
última capa.
4. Las propiedades de los elementos del grupo 14 o IVA, son carbono C, silicio Si, germanio
Ge, estaño Sn y plomo Pb, cambian de carácter no metálico a metálicos. Así, el carbono
y el silicio se consideran no metales, mientras que el germanio, estaño y plomo poseen
características metálicas, presentan cuatro electrones en su nivel más externo. Se les
conoce como la familia de los carbonoides.
5. El grupo 15 o VA o familia del nitrógeno la integran los elementos nitrógeno N, fósforo
P, arsénico As, antimonio Sb y bismuto Bi. Los primeros nitrógeno y fósforo son no
metales; el arsénico y antimonio presentan propiedades de metales y no metales,
mientras que el bismuto es metal; poseen cinco electrones en el último nivel.
6. El grupo 16 o VIA, conocido también como la familia de los anfígenos, está conformado
por oxígeno O, azufre S, selenio Se, telurio Te y polonio Po. Presentan propiedades
químicas de no metales menos el polonio, que es un metal; poseen seis electrones en
su último nivel.
7. Los elementos del grupo 17 o VIIA se denominan halógenos, que significa formadores
de sal y describen una de sus propiedades características, o sea, la capacidad para
formar compuestos iónicos o sales al combinarse con metales. Integran este grupo el
flúor F, cloro Cl, bromo Br, yodo I y astato At. Son elementos no metálicos bastante
activos. Todos presentan siete electrones en su último nivel.
En la tabla periódica el metal más activo es el francio, mientras que el no metal más
activo es el flúor.
8. El grupo 18, VIIIA o cero es el de los gases inertes porque se creía que químicamente
eran inertes; sin embargo, recientemente se ha descubierto que pueden formar
compuestos, por lo que ahora se acostumbra llamarlos gases nobles, que poseen ocho
electrones en su capa externa, con excepción del helio que presenta dos en total.
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Este grupo está constituido por helio He, neón Ne, argón Ar, kriptón Kr, xenón Xe y
radón Rn.
Períodos
El lugar que ocupa cada elemento dentro de su grupo está determinado, además del
número de electrones en el último nivel de energía que presenta cada uno de sus
átomos. Así, encontramos elementos con igual número de niveles de energía situado en
la misma fila horizontal o períodos.
1. El primer período lo componen dos elementos: el hidrógeno H y el helio He.
2. Siguen dos períodos (segundo y tercero) de ocho elementos cada uno, que incluyen
desde el litio Li, hasta el neón Ne y del sodio Na al argón Ar, respectivamente.
3. Los períodos cuarto y quinto contienen 18 elementos cada uno; ocho de ellos
pertenecen a los grupos A y diez elementos denominados de transición. Incluyen
del potasio K al kriptón Kr y del rubidio Rb al xenón Xe.
4. Sigue un sexto período con 32 elementos, 14 de ellos reciben el nombre de serie
lantánida o de las tierras raras.
5. El séptimo y último período se encuentra incompleto; una serie de 14 miembros
extraída de éste se conocen con el nombre de actínidos.
La tabla periódica permite clasificar los elementos químicos en metales, no metales
y gases nobles. Una línea diagonal quebrada ubica al lado izquierdo de ésta los
metales y al lado derecho a los no metales. Aquellos elementos que se encuentran
cerca de la diagonal presentan propiedades de metales y no metales, reciben el
nombre de metaloides.
3
SISTEMA LARGO DE TABLA PERIÓDICA
1
18
VIIIA
IA
K
2
IIA
13
IIIA
3d
L
3
IIIB
M
N
3f
O
P
Q
4
4
IVB
5
VB
6
VIB
7
VIIB
8
V
9
III
10
B
11
IB
12
IIB
14
IVA
15
VA
16
VIA
17
VIIA