La tabla periodica es una clasificación lógica y racional de todos los elementos quimicos deacuerdo a sus propiedades. Para lograr esta clasificación, fueron varios lo intentos que se realizaron. A principios del siglo XIX se midieron las masas de una gran cantidad de elementos y se observa que ciertas propiedades variaban periodicamente en relacion a su masa.
de esa manera hubo diversos intentos por agrupar los elementos.
Cronología de las Diferentes Clasificaciones de los Elementos
En 1813 el químico sueco Jacobo Berzelius
Clasifico los elementos en dos tipos:
- Electro-Positovos (buenos conductores de calor y electricidad)
- Electro-Negativo (malos conductores de calor y electricidad)
En 1815 el investigador Josep Louis Proust
Acomodo grupos de elementos que fueran o tuvieran semenjaza en sus propiedades. Propuso organizarlos de acuerdo con sus masas atómicas en forma creciente, tomando como referencia la masa atomica del hidrógeno.
En 1815 el químico alemán Johan Wolfang Dôbereiner
Encontró que cierto grupo de elemtos tenía propiedades similares en cuanto a sus características físicas y las reacciones que desarrollaban. Pero esos elementos presentaban diferenciasen la masa atómica, que iba aumentando conciderablemente. Tambien observó que al agrupar tres de esos elementos con propiedades similars, el promedio de la suma de las masa atómica del primero y el tercero coincidia con la masa atomica del elemento intermedio. A esta forma de agrupacion se le conoce como triadas de Dôbereiner.
En 1864 el quimico ingles Alexander Newlands
preparó en 1864 una tabla periodica de los elementos establecida según sus masas atómicas, y que señaló la ley de las octavas y ley del octeto según la cual cada ocho elementos se tienen propiedades similares, el octvo elemento tenia propiedades iguales o similares al primero.
En 1869 los químicos Lather Meyer y Dimitri Mendeleiev
Lather Meyer propuso ordenarlos de acuerdo a sus propiedades fisicas y Dimitri Mendeleiev de acuerdo a las químicas.
Dimitri Mendeleiev creó lo que hoy se denomina sistema periódic, ordenó los elementos según su masa atómica, situando en una misma
columna los que tuvieran algo en común. Al ordenarlos, se dejó llevar
por dos grandes intuiciones; alteró el orden de masas cuando era
necesario para ordenarlos según sus propiedades y se atrevió a dejar
huecos, postulando la existencia de elementos desconocidos hasta ahora.
En 1914 Hery Moseley
estudió los espectros de rayos X de una serie de elementos contiguos de
la tabla periódica. Los espectros presentaban unas rayas características
que se desplazaban hacia menores longitudes de onda al tiempo que se
avanzaba de un elemento al siguiente de la clasificación periódica.
La frecuencia de esas rayas se podía determinar mediante una fórmula
empírica que era función de un número Z que correspondía a la posición
del elemento en cuestión en la tabla. Este número recibió el nombre de
número atómico y representa además del lugar que ocupa un elemento en la
tabla, el número de protones del nucleo y por tanto de electrones en la
corteza. La tabla periódica pasaba entonces a ordenarse por número de
protones o electrones de cada elemento.
Tabla Periodoca Moderna
La
tabla de Mendeleïev condujo a la tabla periódica actualmente utilizada.
Un grupo de la tabla
periódica es una columna vertical de la tabla. Hay 18 grupos en la tabla
estándar. El hecho de que la mayoría de estos grupos correspondan directamente
a una serie química no es fruto del azar. La tabla ha sido inventada para
organizar las series químicas conocidas dentro de un esquema coherente. La
distribución de los elementos en la tabla periódica proviene del hecho de que
los elementos de un mismo grupo poseen la misma configuración electrónica en su
capa más externa. Como el comportamiento químico está principalmente dictado
por las interacciones de estos electrones de la última capa, de aquí el hecho
de que los elementos de un mismo grupo tengan similares propiedades físicas y
químicas.
Propiedades Periódicas de los Elementos
La clasificación de los elementos en la tabla periodica se realizo a partir del aumento gradual del número atómico y de la relación existente en sus propiedades periódicas, es decir, aquellos que van gradualmente siguiendo un orde.
Radio atomico de los elementos
El radio
atómico es la distancia que existe entre el centro del átomo y la corteza
(suponiendo al átomo como una esfera rígida). Se determina por medidas de
longitudes de enlace entre dos átomos. Es, en realidad, el valor medio de
los datos de diversas moléculas que contiene al átomo en estudio.
El tamaño del radio atómico de cada elemento disminuye conforme nos desplazamos de izquierda a derecha a lo largo de un periodo.
Radio Iónico
La estructura y la estabilidad de los sólidos iónicos depende de manera
crucial del tamaño de los iones. Éste determina tanto la energía de red del
sólido como la forma en que los iones se empacan en el sólido. Además el
tamaño iónico influye en las propiedades de los iones en disolución.
En los grupos de la tabla periódica, al ir de la parte superior a la inferior, el radio iónico de los elementos va en aumento, ya que de un elemento a otro aumenta un nivel de energía y el tamño del ion es mayor.
Potencia o Energía de ionización de los elementos
La primera
energía de ionización será la energía para remover un primer electrón de átomo;
la segunda será mayor que la primera puesto que ya ha sido removido un primer
electrón y los que quedan son atraídos mas fuertemente por el núcleo, requiriendo de una mayor energía
para separarlos un segundo electrón; por lo mismo, la tercera energía de ionización
será mayor que la anterior y así sucesivamente.
En un
periodo, al desplazarnos de izquierda a derecha, la energía de ionización aumenta
debido a que el tamaño del átomo va disminuyendo y los electrones van
acercándose más al núcleo.
Afinidad Electrónica de los Elementos
La energía que se libera cuando un átomo neutro gana un electrón para producir un ion negativo.
Es la cantidad de energía absorbida por un átomo aislado en fase gaseosa para formar un ión con una carga electrica
de -1. Si la energía no es absorbida, sino liberada en el proceso, la
afinidad electrónica tendrá, en consecuencia, valor negativo tal y como
sucede para la mayoría de los elementos quimicos; en la medida en que la tendencia a adquirir electrones adicionales sea mayor, tanto más negativa será la afinidad electrónica.
Los no metales tienen afinidades electrónicas más bajas que los metales, exceptuando los gases nobles que presentan valores positivos por su estabilidad química, ya que la afinidad electrónica está influida por la regla del octeto.
En un
periodo, al desplazarnos de izquierda a derecha, la afinidad electrónica aumenta
debido a que el tamaño del átomo va disminuyendo y los electrones van
acercándose más al núcleo.
Número de oxidación de los elementos
Es un número entero que representa el
número de electrones que un átomo pone en
juego cuando
forma un compuesto determinado.
El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte
con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será
negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que
tenga tendencia a cederlos.
Propiedades físicas, químicas y usos de los elementos representativos
Grupo IA (Metales Alcalinos)
Son blandos y de apariencia argentina (gris-plateado), además, son excelentes conductores de calor y electricidad. sus pontos de fusión y ebullición disminuyen del liteo al cesio.
Son metales muy reactivos y su reactividad aumenta con el número atómico.
Reaccionan con la humedad del aire perdiendo su apariencia argentina, por esta razón se almacenan en aceite mineral o queroseno.
Pierden con facilidad su electrón de valencia formando iones con carga de 1+ y por lo tanto no se encuentran en la naturaleza en estado libre.
Grupo IIA (metales Alcalinotérreos)
Son metales mas duros que los IA son buenos conductores de electricidad; tienen punto de fusión y de ebullición mayor al de los metales alcalinos.
Son metales muy reactivos, pero menor a la de los metales alcalinos, su reactividad aumenta con el numero átomico. Poseen dos electrones de valencia y forman iones con doble carga positiva 2+.
Grupo IIIA (Familia del Boro)
En este grupo el boro es un elemento no metálico, el aluminio es metálico y el galio, indio y talio son débilmente metálicos.
Grupo IVA (Familia del Carbono)
Presentan la valencia cuatro, pero debido a la enorme cantidad de energía que se requiere para eliminar cuatro electrones de sus átomos, forman compuestos predominantemente covalentes. Así mismo, energéticamente es muy dificil la ganancia de cuatro electrones para formar el anión tetravalente.
Grupo VA (Familia del Nitrogeno)
En este grupo el nitrógeno y el fosforo son no metales, el arsénico y el antimonio son metaloides y el bismuto es metal.
Grupo VI (Anfigenos o Calcógenos)
Muestran la graduación común de propiedades no metálicas a metálicas con el incremento del número átomico. Tienen 6 electrones de valencia.
Grupo VII (Halógenos)
En estado natural se encuentran como moléculas diatómicas químicamente activas [X2]. Para llenar por completo su último nivel energético (s2p5) necesitan un electrón más, por lo que tienen tendencia a formar un ion mononegativo, X-. Este ion se denomina haluro; las sales que lo contienen se conocen como haluros. Poseen una electronegatividad ≥ 2,5 según la escala de pauling,
presentando el flúor la mayor electronegatividad, y disminuyendo ésta
al bajar en el grupo. Son elementos oxidantes (disminuyendo esta
característica al bajar en el grupo), y el flúor es capaz de llevar a la
mayor parte de los elementos al mayor estado de oxidación que presentan.
Grupo VIII (Gases nobles o inertes)
Con excepción del helio todos tienen ocho electrones en su capa de valencia lo que los hace extremadamente estables. Existen como gases monoatómicos.
