sistema periódico

EL SISTEMA PERIÓDICO
1. Clasificación moderna.
2. Propiedades periódicas.
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
1
1. CLASIFICACIÓN MODERNA
El sistema periódico ordena los elementos en función de su número atómico y
agrupándolos por su configuración electrónica (propiedades químicas
similares).
Clasificación:
•
Grupo (o columna).
Los grupos son las columnas de la tabla periódica.
Se clasifican de 1 a 18.
•
Periodo (o fila).
Los periodos son las filas de la tabla periódica.
Se clasifican de 1 a 7.
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El sistema periódico
2
1. CLASIFICACIÓN MODERNA
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
3
1. CLASIFICACIÓN MODERNA
Elementos:
• Metales.
Forman fácilmente iones positivos (cationes).
• No metales.
Forman fácilmente iones negativos (aniones).
• Semimetales.
Forman con dificultad iones positivos (cationes).
• Inertes.
No forman iones.
• Tierras raras.
Son los lantanidos y los actinidos.
Química 1º bachillerato
231
45
67
El sistema periódico
231
45
67
4
1. CLASIFICACIÓN MODERNA
Configuración electrónica.
Es la notación ordenada y simplificada de
la disposición de todos los electrones
dentro de un átomo.
Los
electrones de valencia son los
electrones de la última capa (último
nivel) alojados en el átomo.
El electrón diferenciador es el último
electrón
de
la
configuración
electrónica.
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El sistema periódico
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f …
6s 6p 6d 6f …
7s 7p ...
5
1. CLASIFICACIÓN MODERNA
Los elementos se clasifican en:
•Elementos representativos.
•Elementos de transición.
Elementos cuyo último electrón está en un orbital s ó p.
Elementos cuyo último electrón se aloja
en un subnivel d (grupos 3 al 12).
–Alcalinos: Grupo 1 (s1).
–Alcalinoterreos: Grupo 2 (s2).
•Elementos de transición interna (o doble
transición).
–Térreos (o boroideos): Grupo 13 (p1).
Elementos cuyo último electrón se aloja
en un subnivel f.
–Carbonoides: Grupo 14 (p2).
–Lantanidos: Periodo 6.
–Actinidos: Periodo 7.
–Nitrogenoides: Grupo 15 (p3).
–Anfígenos: Grupo 16 (p4).
–Halógenos: Grupo 17 (p5).
–Gases nobles o inertes: Grupo 18 (p6). Elementos con
los subniveles s y p de la última capa llenos.
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6
1. CLASIFICACIÓN MODERNA
s1
s2
s2
p1 p2 p3 p4 p5 p6
d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10
s
p
d
ns2 npx
ns2
ns2 (n1)dx
f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f10 f11 f12 f13 f14
f
ns2 (n1)d10 (n2) fx
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7
1. CLASIFICACIÓN MODERNA
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
8
EJERCICIO-EJEMPLO
Justifica si con verdaderas o falsas las
siguientes
afirmaciones
sobre
dos
elementos A2+ (1s2 2s2p6 3s2p6d3) y B (1s2
2s2p6 3s2p6d10 4s2):
a) son del mismo grupo.
b) son del mismo periodo.
c) son no-metales.
d) son metales de transición.
e) tienen propiedades químicas similares.
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9
RELACIÓN DE EJERCICIOS
GRUPOS Y PERIODOS
Química 1º bachillerato
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10
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Configuración electrónica.
Las propiedades químicas de un elemento están
relacionadas con su configuración electrónica,
con los electrones de su capa más externa
(electrones de valencia) y su electrón
diferenciador.
El
electrón diferenciador se
elementos de un mismo grupo.
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
repite
en
11
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Elemento
Configuración electrónica
Litio
1s2 2s1
Sodio
1s2 2s2 2p6 3s1
Potasio
1s2
Rubidio
1s2 2s2 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1
Cesio
1s2 2s2 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
2p6
Química 1º bachillerato
3s2
3p6
4s1
El sistema periódico
Configuración
más externa
ns1
12
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Valencia de los elementos.
Los átomos ganan electrones (no metales con carga negativa) o pierden
electrones (metales con carga positiva) hasta (cumplir la regla del octeto)
obtener la configuración estable de gas noble.
Los elementos de un mismo grupo poseen el mismo número de electrones de
valencia y la misma valencia más probable.
Regla del octeto.
Al formar un compuesto el átomo tiende a intercambiar electrones con otros
átomos hasta obtener una capa de valencia con ocho electrones (ns2 np6),
intenta obtener una configuración de gas noble debido a su alta
estabilidad.
El hidrógeno es la principal excepción que tiende atener solo dos electrones.
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
13
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Grupo
I
II
III
IV
V
VI
VII
Nº de electrones en
la capa de valencia
1
2
3
4
5
6
7
8
Sobran para el octeto
1
2
3
4
5
6
7
0
Faltan para el octeto
7
6
5
4
3
2
1
0
Carga del ión
+1
+2
+3
+4
3
2
1
0
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El sistema periódico
VIII
14
EJERCICIO-EJEMPLO
Establecer razonando la valencia más probable de
los siguientes átomos:
Cesio.
Magnesio.
Fósforo.
Azufre.
Silicio.
Cloro.
Argón.
Química 1º bachillerato
Sodio.
Berilio.
Nitrógeno.
Oxígeno.
Carbono.
Bromo.
Kriptón.
El sistema periódico
15
RELACIÓN DE EJERCICIOS
VALENCIAS
Química 1º bachillerato
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16
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Volumen atómico (o radio atómico).
El volumen atómico es el cociente entre la masa de un mol de
átomos y su densidad, indica el tamaño medio del átomo.
Es la distancia desde el núcleo hasta el electrón estable
más externo.
El volumen crece al bajar en un grupo (más cantidad de
electrones).
El volumen disminuye al desplazarse en un periodo para luego
volver a aumentar debido al efecto pantalla al introducir
electrones en orbitales inferiores y tener el núcleo cada
vez más protones.
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El sistema periódico
17
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS


Li (1,23 Α)
Na (1,57 Α )

K (2,03 Α)

Rb (2,16 Α )
El tamaño atómico aumenta al descender en un grupo
Li 
(1,23 Α )
Be 
(0,89 Α)
Química 1º bachillerato
B 
(0,80 Α )
C 
N 
O 
(0,77 Α ) (0,70 Α ) (0,66 Α )
Disminuye
al avanzar en un periodo
El sistema periódico
18
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS

Li (1,23 Α )
Pierde 1
e-

Α
Li ( 0, 68 )
+
Los iones positivos (cationes) son siempre menores que los átomos
neutros a partir de los que se forman
Gana 1 e-

F ( 0, 64 Α )

F ( 1, 36 Α )
Los iones negativos (aniones) son siempre mayores que los átomos
neutros a partir de los que se forman
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
19
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
El tamaño de las especies
isoelectrónicas es menor
cuanto mayor sea su
número atómico (mayor
atracción electroestática),
mismo
número
de
lectrones y núcleo con más
protones (mayor poder de
atracción).
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
20
EJERCICIO-EJEMPLO
Ordenar los siguientes grupos de átomos
en función de su radio atómico:
a) Magnesio (12), estroncio (38) y bario
(56).
b) Calcio (20), hierro (26) y arsénico (33).
c) Cl-(17), Ar (18) y K+(19).
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
21
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Energía de ionización (o potencial de ionización).
La energía de ionización o potencial de ionización es la
energía mínima necesaria para extraer un electrón de
su capa más externa del estado fundamental de un
átomo neutro y gaseoso.
C( g )  Ei  C(g )  1e
La energía o potencial de ionización aumenta al subir en
un grupo (más cerca del núcleo y menos repulsión de
otros electrones).
La energía o potencial de ionización aumenta al avanzar
en un periodo (más difícil obtener la configuración de
gas noble).
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
22
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Afinidad electrónica.
La afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo
neutro en estado gaseoso y fundamental adquiere un electrón.
A( g )  1e  A(g )  Ea
La afinidad electrónica es negativa (energéticamente favorable)
cuando el proceso de captura del e- es favorable (y viceversa).
La afinidad electrónica aumenta al subir en un grupo (más cerca del
núcleo y menos repulsión de otros electrones).
La afinidad electrónica aumenta al avanzar en un periodo (más fácil
obtener la configuración de gas noble).
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
23
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
24
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Electronegatividad.
La electronegatividad mide la tendencia relativa de un
átomo para atraer los pares electrónicos compartidos
en un enlace formado con otro átomo (tendencia a
rodearse de una nube electrónica).
La electronegatividad aumenta al subir en un grupo (más
cerca del núcleo y menos repulsión de otros
electrones).
La electronegatividad aumenta al avanzar en un periodo
(más fácil obtener la configuración de gas noble).
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
25
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Valores de la electronegatividad para
algunos elementos
H
2,1
Química 1º bachillerato
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
2,1
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
El sistema periódico
26
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
27
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Reactividad.
La reactividad depende del elemento:
• Metales (dar e-, el metal se oxida –poder reductor-):
La reactividad disminuye al ascender en un grupo.
La reactividad disminuye al avanzar en un periodo.
• No metales (aceptar e-, el no metal se reduce –poder oxidante-):
La reactividad aumenta al ascender en un grupo.
La reactividad aumenta al avanzar en un periodo.
La reactividad es mayor cuanto más fácilmente se forme el ion
(para poder formar un compuesto).
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El sistema periódico
28
Reactividad metales
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
Reactividad
no metales
INERTES
2. PROPIEDADES
PERIÓDICAS
29
2. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Las propiedades periódicas varían de la siguiente manera
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El sistema periódico
30
EJERCICIO-EJEMPLO
Ordena razonadamente los siguientes
elementos: Fe (26), Cs (55), F (9), N (7)
y Si (14) de menor a mayor:
a) Radio atómico.
b) Electronegatividad.
c) Afinidad electrónica.
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
31
EJERCICIO-EJEMPLO
Dos elementos presentan las siguientes
configuraciones electrónicas:
A: 1s2 2s2p6
B: 1s2 2s2p6 3s1
Si los valores de las energías de ionización
son 2073 y 8695 kJ/mol, justifica cual
será el valor asociado a cada elemento
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El sistema periódico
32
RELACIÓN DE EJERCICIOS
PROPIEDADES PERIÓDICAS
Química 1º bachillerato
El sistema periódico
33
SISTEMA PERIÓDICO DE LOS ELEMENTOS
Grupo
1
2
IA
Periodo
3
II A
4
III B
IV B
1
3
4
Li Be
2
6,94
9,01
Litio
Berilio
11
3
22,99
24,31
Sodio
Magnesio
20
21
H
1,008
K Ca Sc Ti
24
20,18
50,94
Potasio
Calcio
Escandio
Titanio
Vanadio
38
39
Y
40
41
88,91
91,22
92,91
Rubidio
Estroncio
Itrio
Circonio
Niobio
27
28
54,94
54,94
72
73
132,91
137,33
138,91
178,49
Cesio
Bario
Lantano
Hafnio
89
14
III A
15
IV A
VA
(223)
(226)
Radio
104
(227)
43
95,94
(97)
Molibdeno Tecnecio
74
75
180,95
183,85
Tántalo Wolframio
105
106
(261)
(262)
(263)
Actinio Rutherford Dubnio Seaborgio
io
58
Lantánidos 6
VI A
17
18
VII A
Gases
nobles
29
He
4,003
5
B
6
C
10,81
Boro
13
N
12,01
8
O
14,01
14
10
F Ne
16,00
15
P
16
S
26,98
28,09
30,97
32,07
Aluminio
Silicio
Fósforo
Azufre
31
9
Carbono Nitrógeno Oxígeno
Al Si
30
7
32
33
34
55,85
58,70
58,70
63,55
65,38
69,72
Cobalto
Niquel
Cobre
Zinc
Galio
44
45
46
47
48
49
72,59
74,92
Germanio Arsénico
50
51
18,99
20,18
Flúor
Neón
17
18
Cl Ar
35,45
39,95
Cloro
Argón
35
36
78,96
79,90
83,80
Selenio
Bromo
Criptón
52
101,07
102,91
106,4
Rutenio
Rodio
Paladio
76
77
78
107,87
Plata
79
114,82
118,69
121,75
127,60
126,90
Cadmio
Indio
Estaño
Antimonio
Telurio
Yodo
80
190,2
192,22
195,09
196,97
Renio
Osmio
Iridio
Platino
Oro
108
81
82
83
84
200,59
Mercurio
59
60
(262)
(265)
(266)
Hassio
Meitnerio
61
62
63
85
54
Xe
131,30
Xenón
86
204,37
207,19
208,98
(209)
(210)
(222)
Talio
Plomo
Bismuto
Polonio
Astato
Radón
109
Bohrio
I
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
186,21
107
53
112,40
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt
Francio
16
Helio
Hierro
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir
88
II B
Símbolo Negro - sólido
Azul - líquido
Rojo - gas
Violeta - artificial
Metales
Semimetales
No metales
Inertes
26
Cromo Manganes
o
42
87,62
57
IB
13
Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te
85,47
56
12
V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
44,96
Rb Sr
25
11
2
Hidrógeno
23
10
VIII
Masa atómica
Nombre
22
9
VII B
1
40,08
87
7
VI B
8
Número atómico
39,10
55
6
VB
7
12
37
5
6
Na Mg
19
4
5
Metales
64
65
66
67
68
69
70
No metales
71
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
140,12
Cerio
91
90
Actínidos 7
144,24
(145)
150,35
92
93
94
151,96
157,25
158,93
Europio Gadolinio
95
96
Terbio
97
162,50
Disprosio
98
164,93
167,26
168,93
173,04
174,97
Holmio
Erbio
Tulio
Iterbio
Lutecio
99
100
101
102
103
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
232,04
Torio
Química 1º bachillerato
140,91
Praseodi Neodimio Promecio Samario
mio
(231)
238,03
Protoactini Uranio
o
237
(244)
Neptunio Plutonio
20,18(243)
(247)
Americio
Curio
(247)
(251)
(254)
Berquelio Californio Einstenio
El sistema periódico
(257)
(258)
(255)
(260)
Fermio Mendelevi Nobelio Laurencio
o
34
Rellena cada hueco con el
nombre y el símbolo del
elemento correspondiente de
memoria.
Numera los grupos y periodos.
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El sistema periódico
35