las propiedades de los elementos by C7K4M74

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									1.2 Características de la clasificación periódica actual
de los elementos químicos.
       Desde el siglo XIX el número de elementos conocidos se ha ido
incrementando, al mismo tiempo que fueron determinándose con mayor
precisión las propiedades de los elementos, los científicos se vieron en la
necesidad de agruparlos sistemáticamente buscando propiedades comunes.
En un principio se clasificaron los elementos en dos grandes grupos: metales y
no metales, pero había ciertos casos en los que se presentaban elementos
con características intermedias, como en el caso de los metales poco
pesados que conducen mal la electricidad aunque se comportan como
elementos metálicos cuando se combinan.

       La primera clasificación sistemática de los elementos tuvo su origen en
los estudios sobre electroquímica realizados por Berzeliuz, quien los dividió en
metales y no metales.
En 1817, J.W. Dobereiner presento una clasificación basada en las
propiedades químicas y físicas de los elementos. Encontró la existencia de
triadas de elementos, al observar el comportamiento semejante entre tres
elementos, y hallo que el elemento central posees un peso atómico muy
aproximado al promedio de los pesos de los otros dos, por ejemplo la triada de
cloro, bromo y yodo.

      En el año de 1829, el químico Dobereiner clasificó los elementos en
triadas, formada cada una por tres elementos de similares propiedades. El
elemento central tenía una masa atómica aproximadamente igual a la media
aritmética de las masas atómicas de los tres elementos que la formaban, una
de las triadas era la integrada por el cloro, bromo y yodo. Posteriormente en
1864, J. Newlands propuso la teoría conocida por ley de las octavas de
Newlands, la cual consistía en ordenar todos los elementos en forma creciente
de sus masas atómicas, de manera que después de cada siete elementos
apareciera un octavo con propiedades similares al primero.



En 1862, el geologo frances Beguyer de Chancurtois hizo una distribución de
los elementos ordenándolos, por sus pesos atómicos, en una línea enrollada
helicoidalmente conocida como tornillo telúrico, los elementos que tienen
propiedades semejantes quedan alineados horizontalmente .

En 1864, el químico ingles J. Newlands observo que al agregar los elementos
en orden creciente a sus masas atómicas, el octavo elemento tenia
propiedades semejantes al primero. Dicha ley se le conoce como ley de loas
octavas.

La famosa tabla que Mendeleiev publicaba en 1869 en su libro “Los principios
de la Química” proponía una ordenación de similar aspecto a la que los
químicos emplean en la actualidad. Clasificó los 60 elementos conocidos hasta
entonces, predijo la existencia de otros 10 aún desconocidos, y llegó a
pronosticar algunas características de los elementos aún pendientes de
descubrir. Nadie prestó especial atención a su tabla hasta que empezaron a
descubrirse elementos predichos por él. Con la aparición del espectroscopio se
descubrieron el galio, por Lecoq De Boisbandren, el escandio, por Cleve, y el
germanio, por Winkler.

     El trabajo de Moseley ofrecía un método para determinar exactamente
cuántos puestos vacantes quedaban en la Tabla Periódica. Una vez
descubierto, los químicos pasaron a usar el número atómico, en lugar del peso
atómico, como principio básico de ordenación de la Tabla. El cambio eliminó
muchos de los problemas pendientes en la disposición de los elementos.

      La tabla periódica representa una de las ideas más extraordinarias de la
ciencia moderna, ya que dio un orden a la Química y durante casi 200 años de
vida, ha sabido adaptarse y madurar sin apenas variaciones.


Concepto de Tabla periódica
      La tabla periódica es una clasificación de los 109 elementos químicos,
de los cuales los últimos cuatro aun no han sido caracterizados
completamente, debido a que son obtenidos artificialmente y a que tienen un
tiempo de vida media muy corto (menos de dos segundos).



El sistema periódico.

      Está constituido siguiendo el criterio de que los elementos, ordenados por
filas de manera creciente respecto a su número atómico, pero de tal manera
que los elementos de propiedades similares corresponden en las columnas.

       Las columnas encabezadas en la tabla por números romanos,
representan grupos y contienen así, los elementos de propiedades y estructura
electrónica similar. De esta forma existen siete grupos o columnas, en donde
cada período o fila horizontal representa a los elementos que poseen
determinado número cuántico o nivel de energía. Los elementos situados a la
izquierda y en el centro de la tabla, que son los más numerosos, son los
metales. Los elementos que se encuentran en la parte derecha de la tabla,
exceptuando los gases nobles como el neón o el radón, son los no metales.

Organización actual de los elementos.

     Por su parte, los metales se caracterizan por su mayor o menor facilidad
en ceder electrones y tienden a adquirir la configuración electrónica del gas
noble inmediatamente anterior a ellos. Entre los metales, los alcalinos, que
corresponden a la columna I, son el grupo más activo de los metales, ya que
tienen un solo electrón en la última capa y lo pueden ceder muy fácilmente, lo
que les da la cualidad de electropositivos.
      De forma horizontal, el metal que presenta mayor actividad dentro de un
mismo período es el que tiene menor número de electrones libres en la última
órbita, es decir una menor valencia.

      En el caso de los no metales, estos se caracterizan por tender a captar
electrones, es decir, son electronegativos, tendiendo a completar su órbita
exterior hasta adquirir la configuración electrónica del gas noble que está
situado en el mismo período o la misma línea. De esta forma los grupos que
pertenecen a los metales son:




TABLA PERIODICA LARGA

        La clasificación de los elementos basada en su número atómico dio
como resultado la tabla periódica moderna, de Alfred Werner, actualmente
conocida como tabla periódica larga. Esta tabla esta integrada por todos los
elementos encontrados en la naturaleza, así como los obtenidos artificialmente
(sintéticos) en el laboratorio, y se encuentran acomodados en función de la
estructura electrónica de sus átomos, observándose un acomodó progresivo de
los electrones de Valencia en los niveles de energía (periodos). Los elementos
que presentan configuraciones electrónicas externas similares, quedan
agrupados en columnas verticales llamadas familias o grupos. Podemos
distinguir que en ella se encuentran ubicados también por clases de elementos,
pesados, grupos o familias y bloques.
CLASES DE ELEMENTOS

       Cuando los elementos se clasifican de acuerdo a sus características
físicas y químicas, se forman dos grandes grupos: metales y no metales.
Además, existe un tercer conjunto de elementos que se caracterizan por la
indefinición de sus propiedades ubicadas entre los metales y no metales,
llamados metaloides o semimetales.

Metales.

Los metales son reconocidos por sus propiedades físicas, como el brillo
metálico, conductividad eléctrica y térmica, la dureza, la ductibilidad y la
maleabilidad. En los metales del mismo periodo es mas reactivo el que tiene un
número menor de electrones en su capa externa. Comparando al sodio y al
aluminio, que se encuentran en el periodo dos, el sodio es mas reactivo porque
tiene un electrón de Valencia y el aluminio tiene tres, pues es más fácil ceder un
electrón que dos o más.

       Na     1 s 2 , 2 s 2 , 2 p 6, 3 s 1
                            ———————» Capa externa 1 electrón de Valencia

      Al     1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1
                         ———•———»             Capa externa 3 electrones de
                         Valencia

Como se observa en la tabla, casi el 80% de los elementos se clasifican como
metales

No metales.

Los no metales son elementos que tienden a ganar electrones para completar
su capa externa (capa de Valencia) con ocho y, así, lograr una configuración
estable de gas noble. Son mas reactivos los de menor numero atómico, porque
en este caso la distancia entre el núcleo y los electrones de su ultima orbita es
menor y, por lo tanto, la fuerza de atracción del núcleo hacia los electrones de
otros elementos es mayor. Así, en el grupo de los halógenos el mas reactivo es
el fluor, con numero atómico 9, y el menos reactivo es el yodo, con numero
atómico 53; ya que aunque los dos tienen siete electrones en su capa de
Valencia (ns2, np5), los del fluor son atraídos con mayor fuerza, por estar mas
cerca del núcleo (nivel 2), que los del yodo, que esta en el nivel 5.

Metaloides

       Los elementos boro (B), silicio (Si), germanio (Ge), arsénico (As),
antimonio (Sb), telurio (Te) y polonio (Po), que se encuentran abajo y arriba de
la Iínea en escalera que divide a los metales de los no metales, se denominan
metaloides porque sus propiedades son intermedias entre los metales y los no
metales; por ejemplo, conducen la corriente eléctrica, pero no al grado de los
metales.
PERIODO

       En la tabla periodica, los elementos se encuentran ordenados en lineas
horizontales . Son siete en total y hay cortos y largos. Cada periodo comienza
con un metal activo y termina con un gas noble, haciendo el recorrido de
izquierda a derecha . Cabe señalar que en un periodo el numero atomico
aumenta en sentido del recorrido.

SIMBOLO DE LOS ELEMENTOS

       Se llama elemento a la sustancia que no puede descomponer en otra
mas sencilla por metodos quimicos . Cada elemento esta representado en la
tabla periodiaca mediante un simbolo.

Berzelius fue el primero en utilizar la simbología moderna, propuso que a todos
los elementos se les diera un símbolo tomando la primera letra de su nombre.
Cuando había dos o mas elementos cuyo nombre comenzaba con la misma
letra , se añadía una segunda letra del nombre , en otros casos se utilizaba la
raíz latina del elemento. En la escritura de los símbolos la primera letra siempre
es mayúscula y la segunda es minúscula.

CONSTRUCCION DE TABLA PERIODICA CON BASE EN LA CONFIGURACION
ELECTRONICA.


Los elementos están ordenados en la tabla periódica conforme su numero
atómico y el tipo de subnivel en el que se encuentra colocado su ultimo electrón
(electrón diferencial).

Los números atómicos de los elementos conocidos hasta ahora solo permiten
ocupar orbítales de los subniveles s, p, d, y f., debido a esto, la tabla periódica
de los elementos se divide en cuatro bloques: bloque s, bloques p, bloques d y
bloques f.

Los elementos que forman los bloques s y p se llaman representativos, y
conforme las familias de los subgrupos A. Los elementos de la familia IA y IIA
tienen su electrón diferencial en el orbital de un subnivel s y de la familia IIIA ,
hasta VIIIA , en el subnivel p.

 El conjunto de los elementos con electrón diferencial situado en el subnivel d,
forma los grupos o familias B y se denomina de transición.
Los elementos del bloque f que forman la serie del actinio y lantano tienen sus
electrón diferencial colocado en un orbital de subnivel f y reciben el nombre de
tierras raras o de transicion interna.

GRUPOS O FAMILIAS

       Son conjuntos de elementos que tienen propiedades químicas muy
similares. Están colocados en 18 columnas verticales y se identifican con
números romanos del I al VIII. Se encuentran divididos en grupos A y B. A los
elementos de los grupos A, del IA al VIIA, se les llama elementos
representativos, y a los de los grupos B, elementos de transición.



Nombres de las Familias o Grupos Representativos
Grupo I         Metales Alcalinos
Grupo II        Metales Alcalinotérreos
Grupo III       Familia del boro
Grupo IV         Familia del carbono
Grupo V          Familia del nitrógeno
Grupo VI        Familia del oxígeno o calcógenos
Grupo VII       Familia de los halógenos
Grupo 0 u VIII  Gases nobles o inertes


Grupo IA

       Los elementos que pertenecen a este grupo son conocidos como
metales alcalinos. Todos son suaves y brillantes (exceptuando al hidrogeno,
que es un no metal muy reactivos con el aire y el agua; por ello, no se
encuentran libres en la naturaleza y cuando se logran aislar, para evitar que
reaccionen, se deben conservar sumergidos en ciertos líquidos, como por
ejemplo aceites o éter de petróleo. Reaccionan con los elementos del grupo
VIIA, formando compuestos iónicos.
       Su configuración electrónica exterior es (ns1); tienden a perder este
electrón y a quedar con numero de oxidación de +1. Estos metales son los más
electropositivos. El francio, que es el último elemento de este grupo, es
radiactivo.
       En la tabla periódica se coloca al hidrogeno en este grupo debido al
único electrón que posee; es un elemento gaseoso y sus propiedades no son
las mismas que las del resto de los metales alcalinos.

Grupo IIA

        Estos elementos presentan ciertas propiedades similares a los metales
alcalinos, pero son un poco menos reactivos y se les conoce como metales
alcalinotérreos. Con el oxigeno del aire forman óxidos, y reaccionan con los
elementos del grupo VIIA (halógenos) formando sales.
        Tienen completo su orbital s en su capa externa (ns2) y tienden a perder
estos electrones tomando la configuración del gas noble que les antecede; por
ello, su número de oxidación es de +2.
        La reactividad de estos metales aumenta al desplazarse de arriba hacia
abajo en el grupo; por ejemplo, el berilio y el magnesio reaccionan con el
oxigeno formando óxidos solo a temperaturas elevadas, mientras que el calcio,
el estroncio y el bario lo hacen a temperatura ambiente. El radio, al igual que el
francio, del grupo anterior, es un elemento radiactivo.

Grupo IIIA
        Este grupo esta formado por el boro, el aluminio, el galio, el indio y el
talio. El boro es un metaloide, y de los cuatro elementos metálicos restantes, tal
vez el mas importante por sus propiedades y abundancia es el aluminio, el
cual, al combinarse con el oxigeno, forma una cubierta que impide cualquier
reacción posterior; por ello, este metal es empleado en la elaboración de
artículos y materiales estructurales.
        La configuración electrónica externa que presentan es (ns2np1). Estos
elementos forman también compuestos moleculares, que son característicos de
los no metales; esto se explica por la configuración electrónica que presentan y
por su ubicación en la tabla, ya que al desplazarse de izquierda a derecha en la
tabla periódica, el carácter metálico de los elementos representativos empieza
a perderse gradualmente.



Grupo IVA

       El carbono es un no metal y es el elemento que encabeza este grupo, al
que también se le conoce como la familia del carbono; los dos elementos
siguientes, el silicio y el germanio, son metaloides; estos tres primeros
elementos forman compuestos de carácter covalente. El estaño y el plomo,
elementos que finalizan este grupo, son metales.
       La configuración electrónica externa de los elementos de este grupo es
(ns2np2). La tendencia que presentan en la disminución de sus puntos de
fusión y ebullición, del silicio hasta el plomo, indica que el carácter metálico de
los elementos de este grupo va en aumento.
       Sin duda, el mas importante de este grupo es el carbono, que da origen
a todos los compuestos orgánicos; es decir, la química de la vida. El silicio es
un elemento muy abundante en la corteza terrestre y es utilizado con
frecuencia en la fabricación de «chips» de microcomputadoras. El germanio,
por ser un semiconductor de la corriente eléctrica, es empleado en la
manufactura de transistores; y los dos últimos, el plomo y el estaño, tienen
usos típicos de los metales.

Grupo VA

        Este grupo se conoce como familia del nitrógeno. Esta compuesto por
el nitrógeno y el fósforo, que son no metales; el arsénico y el antimonio, que
son metaloides; y por el bismuto, que es un metal. Por lo mismo, este grupo
presenta una variación muy notoria en las propiedades físicas y químicas de
sus elementos.
        La configuración electrónica externa que presentan es (ns2np3). El
nitrógeno, que existe en forma de gas diatónica, es un no metal, importante
como compuesto principal de la atmósfera terrestre (alrededor del 78%), y es
vital para las plantas y los animales. El fósforo es un no metal sólido de
importancia biológica que al reaccionar con el oxigeno del aire arde
violentamente con desprendimiento de grandes cantidades de calor.

Grupo VIA
       Forma la familia del oxigeno y esta constituido por oxigeno, azufre y
selenio, que son no metales; así como telurio y polonio, que son metaloides.
La configuración electrónica externa que presentan es (ns2np4). Tienen la
tendencia a aceptar dos electrones para completar su última capa y formar
compuestos iónicos con muchos metales.
       Los elementos de este grupo reaccionan con los no metales de otros
grupos, formando compuestos moleculares, especialmente el oxigeno, que se
encuentra en el aire en forma de molécula diatónica (O2) y de ozono (O3).
Además, es muy reactivo, ya que forma compuestos con casi todos los
elementos. Es necesario para la combustión y esencial para la vida.

Grupo VIIA

       Así como los metales alcalinos, los elementos del grupo VIIA o
halógenos muestran gran similitud química entre ellos. Los elementos de este
grupo son no metales y existen como moléculas diatónicas en su estado
elemental. Los halógenos son elementos muy reactivos a temperatura
ambiente; el bromo es líquido y el yodo sólido. Sin embargo, el astatine es un
elemento radiactivo y se conoce poco acerca de sus propiedades.
       La configuración electrónica externa que presentan es (ns2np5) y
tienden a ganar un electrón para completar su ultima capa. Por su alta
reactividad no se encuentran en estado puro en la naturaleza; a los aniones
que forman al ganar un electrón se les conoce como halogenuros o haluros.
Forman compuestos iónicos con los metales alcalinos o alcalinotérreos, y
compuestos moleculares entre ellos o con los otros no metales.

Grupo VIIIA o grupo cero

       En este grupo se encuentran los gases nobles: helio, neón, argón,
kriptón, xenón y radón. Tienen su ultima capa electo6nica completa (ns2np6),
excepto el helio, cuya única capa es (1s2), que también esta completa; por ello,
su tendencia a combinarse entre ellos o con otros elementos es poca o casi
nula. Las energías de ionización de estos elementos están entre las mas altas
y no presentan tendencia a ganar electrones; debido a esto, durante muchos
anos se les llamo gases inertes, pues se pensaba que no reaccionaban. En la
actualidad, se han logrado sintetizar algunos compuestos, pero comúnmente se
emplean como gases puros.
       El helio es el mas ligero. Comparado con el aire, tiene la séptima parte
de su peso; por lo tanto, tiene un poder de elevación considerable. Otro gas de
este grupo, el argón, es un excelente conductor del calor, y se utiliza en bulbos
de luz y soldadura de magnesio para evitar la oxidación.

Grupos B

       A los elementos que pertenecen a los grupos B en la tabla periódica, se
les conoce como elementos de transición; un elemento de transición es aquel
que tiene parcial-mente ocupado su orbital d o f. Se encuentran ubicados en los
periodos 4, 5, 6 y 7; los ubicados en el periodo 6 comprenden a la serie de los
lantánidos, y los del periodo 7, a la de los actínidos; a estas dos series se les
conoce como metales de transición interna.
METALES DE TRANSICION

       Los metales de transición se localizan en la parte central de la tabla
periódica y se les identifica con facilidad mediante un numero romano seguido
de la letra "b" en muchas tablas. No hay que olvidar, sin embargo, que ciertas
tablas periódicas emplean un sistema distinto de rótulos , en el que los
primeros grupos de metales de transición están marcados como grupos "a" y
los dos últimos grupos de metales de transición se identifican como grupos "b".
Otras tablas no emplean la designación de "a" o "b".

METALES DE TRANSICIÓN INTERNOS

       Las dos filas de la parte inferior de la tabla periódica se conocen como
metales de transición internos. Localiza el lantano con el numero atómico 57.
La serie de elementos que siguen al lantano ( los elementos con numero
atómico del 58 al 71) se conocen como los lantánidos. Estos elementos tienen
dos electrones externos en el subnivel 6s, mas electrones adicionales en el
subnivel 4f. De manera similar, la serie de elementos que siguen al actino (los
elementos con numero atómico del 90 al 103) se conocen como actínidos, que
tienen dos electrones externos en el subnivel 7s, mas electrones adicionales en
el subnivel 5f. En el pasado, a los elementos de transición internos se les
llamaba "tierras raras" , pero esta no era una buena clasificación, pues la
mayor parte no son tan raros como algunos otros elementos son, sin embargo
muy difícil de separar.


      En el caso de los no metales, estos se caracterizan por tender a captar
electrones, es decir, son electronegativos, tendiendo a completar su órbita
exterior hasta adquirir la configuración electrónica del gas noble que está
situado en el mismo período o la misma línea. De esta forma los grupos que
pertenecen a los metales son:

a) El grupo de los carboides, los cuales tienen una valencia máxima de 4 y se
encuentran situados en la columna IV, de ellos los dos primeros, el carbono y el
silicio, son no metales y los metales el germanio, estaño y el plomo.

b) El grupo de los nitrogenoides, los cuales se encuentran situados en la
columna V y cuya valencia máxima es cinco.

c) El grupo de los anfígenos, que están situados en la columna VI y cuya
valencia máxima es 6, excepto el oxígeno, que actúa con valencia –2 (menos
dos).

d) El grupo de los halógenos, se halla en la columna VII y su valencia
máxima positiva es 7, excepto el fluor, que es monovalente o la valencia
negativa de todos ellos es uno, lo que les da la cualidad de ser muy activos.
     Los gases nobles o inertes, no tienen carácter metálico ni no metálico y
no forman compuestos en condiciones normales, constituyendo así un grupo
aparte, por poseer la última órbita electrónica completa con ocho electrones
donde su reactividad química es prácticamente nula. Con excepción del helio,
que tiene 2 electrones en su único nivel de energía.

      Los elementos de transición, se encuentran situados en los grupos II y
III, caracterizándose por tener incompleta alguna órbita interior, teniendo
propiedades y valencias variables.

     Las tierras raras, son los elementos colocados en la parte inferior de la
tabla periódica que también reciben el nombre de elementos de transición
interna. Éstos se dividen en dos series llamadas lantánidos y actínidos,
conformada cada una de ellas, por catorce elementos.

      La información que es posible obtener de la tabla periódica, nos muestra
que los elementos están colocados, de izquierda a derecha, de acuerdo con el
aumento del número atómico. El número atómico de un elemento es el número
de electrones que contienen los átomos del elemento. La casilla de un
elemento, en la tabla, contiene el número atómico, el símbolo y el peso
atómico. La posición del elemento revela el grupo en que se encuentra y por
consiguiente, si pertenece al bloque "s", al bloque "p", al bloque "d", al bloque
"f" o si es un elemento representativo, de transición o de transición interna.
La posición indica también si es metal, no metal o metaloide. El número
romano de los grupos "A" señala el número de electrones que tienen en el
nivel externo los átomos de los elementos del grupo.

								
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