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COLEGIO PARROQUIAL SANTIAGO APOSTOL DE FUNZA CADA VEZ MS, CADA VEZ MEJOR

POR LOS CAMINOS DE LA EXCELENCIA - MEJORAMIENTO CONTINUO Educacin Bsica y Media Vocacional Acadmica con nfasis en Agroindustria

Resolucin No. 000378 del 7 de Junio de 2001

CDIGO: FT-AC018-13

FECHA VIGENCIA:

17/07/2013

VERSIN: 01

FORMATO: Taller de trabajo en clase

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Taller elaborado por: Luis Alfredo Ruge Forigua. Lic. en Qumica Universidad Distrital FJC

El estudio de la materia resulta un completo y complejo componente

cientfico indispensable de ser comprendido desde las ms mnimas formas de educacin como lo es el

colegio, ya que en ello se sientan las bases que posteriormente se convertirn en las herramientas para

abarcar los estudios superiores.

Taller 2. Tabla peridica, Grado Dcimo rea de Qumica-2013

Antes de comenzar en este trabajo coloque claramente el propsito de trabajo mostrado por el profesor

al inicio de la sesin de Hoy: _______________________________________

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HISTORIA DE LA TABLA PERIODICA (http://www.todo-ciencia.com/quimica/0i31724100d990263779.php)

La evolucin de la tabla peridica, desde la primera ordenacin de los elementos, ha tenido lugar a lo largo de ms de un siglo de historia y ha ido pareja al desarrollo de la ciencia. Aunque los primeros elementos conocidos, como el oro, el hierro se conocan desde antes de Cristo (recurdese que el hierro, por su importancia en la evolucin de la humanidad ha dado nombre a una poca), todava hoy se investiga la posible existencia de elementos nuevos para aadir a la tabla peridica. Como en la naturaleza la mayora de los elementos se encuentran combinados formando compuestos, hasta que no fue posible romper estos compuestos y aislar sus elementos constituyentes, su conocimiento estuvo muy restringido. Fue en el ao 1800 cuando se descubri el fenmeno de la electrlisis (ruptura de un compuesto mediante el uso de energa elctrica ). Este descubrimiento impuls un salto hacia delante en el descubrimiento de nuevos elementos. As, de poco ms de diez que se conocan hasta el Siglo XVIII, en el que se haban descubierto los elementos gaseosos (hidrgeno, oxgeno, nitrgeno y cloro) y algunos metales (platino, nquel, manganeso, wolframio, titanio vanadio y plomo), en las primeras dcadas del siglo XIX se descubrieron ms de 14 elementos, y posteriormente, a ritmo algo ms lento se siguieron descubriendo otros nuevos. As, en 1830 se conocan ya 55 elementos diferentes, cuyas propiedades fsicas y qumicas variaban extensamente. Fue entonces cuando los qumicos empezaron a interesarse realmente por el nmero de elementos existentes. Preocupaba saber cuntos elementos diferentes existan y a qu se deba la variacin en sus propiedades. Sera Berzelius quien llevase a cabo la primera agrupacin de los elementos, ordenndolos alfabticamente e incluyendo el dato de su peso atmico. Sin embargo, esta agrupacin no atrajo el inters de los cientficos de la poca. Hasta ese momento, nadie pareca haber advertido la posible periodicidad en las propiedades de los elementos qumicos, entre otras razones, porque el nmero de elementos que quedaban por descubrir dejaba demasiados huecos como para poder atisbar orden alguno en las propiedades de los mismos. Adems, todava no exista un criterio claro para poder ordenar sus propiedades, ya que el peso atmico de un elemento, que fue el primer criterio de ordenacin de los elementos, no se distingua con claridad del peso molecular o del

COLEGIO PARROQUIAL SANTIAGO APOSTOL CADA VEZ MS CADA VEZ MEJOR

TALLER DE QUMICA GRADO DCIMO LIC. LUIS RUGE FORIGUA

Nombre: _________________________________________Grado _________

CALIFICACIN:

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LETRA:

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peso equivalente. Fue en 1829 cuando el qumico alemn Dbereiner realizo el primer intento de establecer una ordenacin en los elementos qumicos, haciendo notar en sus trabajos las similitudes entre los elementos cloro, bromo y iodo por un lado y la variacin regular de sus propiedades por otro. Una de las propiedades que pareca variar regularmente entre estos era el peso atmico. Pronto estas similitudes fueron tambin observadas en otros casos, como entre el calcio, estroncio y bario. Una de las propiedades que variaba con regularidad era de nuevo el peso atmico. Ahora bien, como el concepto de peso atmico an no tena un significado preciso y Dbereiner no haba conseguido tampoco aclararlo y como la haba un gran nmero de elementos por descubrir, que impedan establecer nuevas conexiones, sus trabajos fueron desestimados. Ante la dificultad que la falta de definicin del concepto de los pesos de las especies supona, y el creciente inters que el descubrimiento de los elementos y de otros avances cientficos suscitaba, otro ilustre qumico, Kekul, tomo una histrica iniciativa, que consisti en convocar a los qumicos ms importantes de toda Europa para llegar a un acuerdo acerca de los criterios a establecer para diferenciar entre los pesos atmico, molecular y equivalente. Esta convocatoria dio lugar a la primera reunin internacional de cientficos de la historia y tuvo consecuencias muy importantes, sobre todo gracias a los trabajos del italiano Avogadro, que brillantemente expuestos en la reunin por su compatriota Cannizzaro, llevaron a la consecucin del esperado acuerdo que permitira distinguir al fin los pesos atmico, molecular y equivalente. As, algunos qumicos empezaron a realizar intentos de ordenar los elementos de la tabla por su peso atmico.

Fue en 1864 cuando estos intentos dieron su primer fruto importante, cuando Newlands establecio la ley de las octavas. Habiendo ordenado los elementos conocidos por su peso atmico y despus de disponerlos en columnas verticales de siete elementos cada una, observ que en muchos casos coincidan en las filas horizontales elementos con propiedades similares y que presentaban una variacin regular. Esta ordenacin, en columnas de siete da su nombre a la ley de las octavas, ya que el octavo elemento da comienzo a una nueva columna. En algunas de las filas horizontales coincidan los elementos cuyas similitudes ya haba sealado Dbereiner. El fallo principal que tuvo Newlands fue el considerar que

sus columnas verticales (que seran equivalentes a perodos en la tabla actual) deban tener siempre la misma longitud. Esto provocaba la coincidencia en algunas filas horizontales de elementos totalmente dispares y tuvo como consecuencia el que sus trabajos fueran desestimados. Ms acertado estuvo otro qumico, Meyer, cuando al estudiar los volmenes atmicos de los elementos y representarlos frente al peso atmico observo la aparicin en el grfico de una serie de ondas. Cada bajada desde un mximo (que se corresponda con un metal alcalino) y subido hasta el siguiente, representaba para Meyer un periodo. En los primeros periodos, se cumpla la ley de las octavas, pero despus se encontraban periodos mucho ms largos. Aunque el trabajo de Meyer era notablemente meritorio, su publicacin no llego a tener nunca el reconocimiento que se mereca, debido a la publicacin un ao antes de otra ordenacin de los elementos que tuvo una importancia definitiva. Utilizando como criterio la valencia de los distintos elementos, adems de su peso atmico, Mendeliev present su trabajo en forma de tabla en la que los periodos se rellenaban de acuerdo con las valencias (que aumentaban o disminuan de forma armnica dentro de los distintos periodos) de los elementos. Esta ordenacin daba de nuevo lugar a otros grupos de elementos en los que coincidan elementos de propiedades qumicas similares y con una variacin regular en sus propiedades fsicas. La tabla explicaba las observaciones de Dbereiner, cumpla la ley de las octavas en sus primeros periodos y coincida con lo predicho en el grfico de Meyer. Adems, observando la existencia de huecos en su tabla, Mendeliev dedujo que deban existir elementos que aun no se haban descubierto y adems adelanto las propiedades que deban tener estos elementos de acuerdo con la posicin que deban ocupar en la tabla. Aos ms tarde, con el descubrimiento del espectrgrafo, el descubrimiento de nuevos elementos se aceler y aparecieron los los que haba predicho Mendeliev. Los sucesivos elementos encajaban en esta tabla. Incluso la




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aparicin de los gases nobles encontr un sitio en esta nueva ordenacin. La tabla de Mendeliev fue aceptada universalmente y hoy, excepto por los nuevos descubrimientos relativos a las propiedades nucleares y cunticas, se usa una tabla muy similar a la que l elabor ms de un siglo atrs. La Tabla Peridica Hoy en Da Autor: Marco Castillo Publicado el 14 de junio de 2000. Contribucin de Werner y Moseley La tabla peridica larga que en 1895 present Alfred Werner, es sin lugar a dudas una de las que ms se utiliza actualmente con algunas adaptaciones y que fue el primer sistema peridico con la estructura larga que permite separar a los grupos A de los grupos B , la colaboracin de los elementos dentro de la tabla coincide con las configuraciones electrnicas de los elementos aun cuando fue realizada muchos aos antes de que stas se conocieran, pero la serie de los lantnidos y la de los actnidos slo tiene una casilla para cada una. Al ordenar los elementos en la tabla peridica, fue natural dar a cada uno un nmero que indicara su posicin en ella, aunque no se le concedi ningn significado fsico hasta que Rutherford impuso su modelo atmico con un ncleo central diminuto y positivo. En 1913, el fsico ingls Henry Gwyn Moseley gener rayos X de diferentes longitudes de onda al bombardear sucesivamente con rayos catdicos el ncleo de 42 elementos slidos diferentes; la frecuencia de los rayos X depende del metal que forma el nodo en el tubo de rayos X. Al analizar las mediciones de espectros de los rayos X, Moseley seal que en el tomo existe una cantidad fundamental, Z , que aumenta por escalones regulares cuando se pasa de un elemento al siguiente y que slo puede ser la carga del ncleo central positivo; adems, indic que Z es igual al nmero del lugar que ocupa el elemento en la tabla peridica . A esta cantidad fundamental se le llam nmero atmico. Por ejemplo, el nmero atmico (Z) y la longitud de onda ( l ) de los rayos X producida por diferentes elementos:

Elemento Nmero atmico (Z) Longitud de onda (l ) K 19 4 Ti 22 3 Fe 26 2

Moseley encontr que las longitudes de onda de los rayos X se hacen ms cortas a medida que aumenta la carga del ncleo, es decir, al aumentar el nmero atmico.El nmero atmico es el nmero de orden de un elemento de la tabla peridica y representa, adems, el valor de la carga del ncleo y el nmero de protones (y el nmero de electrones). Al ordenar los elementos de acuerdo con los nmeros atmicos, se obtiene un sistema peridico ms satisfactorio y se deriva una ley peridica que se conoce con el nombre de la ley peridica de Moseley que dice : " las propiedades de los elementos son funcin peridica de sus nmeros atmicos ". Las propiedades peridicas de los elementos, como tamao atmico, potencial de ionizacin, afinidad electrnica, electronegatividad, etc. , dependen del aumento regular de la carga nuclear de los tomos a medida que su tamao y complejidad aumentan. La tabla peridica, cuyo uso est generalizado actualmente, deriva de los trabajos de Mendeleev, Werner y Moseley ; en ella los elementos se encuentran ordenados segn sus nmeros atmicos crecientes y se rige por la ley peridica de Moseley. Nuevas versiones alternativas a la tradicional En los ltimos aos han aparecido versiones alternativas a la Tabla Peridica. Hay que destacar la del profesor Dufour del Colegio Ahuntsic de Montreal, que ha desarrollado un sistema peridico tridimensional que pone de manifiesto la simetra fundamental de los elementos. Otras alternativas son las de William B. Jensen, de la Universidad de Cincinnati, con forma piramidal y la del ruso Agafoshin, en espiral, pero el que actualmente est ganando popularidad es el sistema de clasificacin, que ha sido adoptado por la Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC). Este nuevo sistema enumera




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los grupos consecutivamente del 1 al 18 a travs del sistema peridico. Tambin se han propuesto sistemas peridicos que se refieren a molculas como la de Ray Hefferlin, de la Universidad Adventista del Sur en Collegedale, para molculas diatmicas, y la de Jerry R. Dias, de la Universidad de Missouri en Kansas City, para hidrocarburos aromticos derivados del benceno. El sistema de clasificacin de Dias es anlogo a las tradas de Dbereiner: el nmero de tomos de carbono e hidrgeno de la molcula en el centro de una trada es el promedio del que caracteriza a las molculas que la flanquean, lo mismo en sentido vertical que horizontal. Los nuevos elementos Rusos, alemanes y americanos compiten por extender la Tabla Peridica de los Elementos. Los dos ltimos elementos, el 116 y el 118, se obtuvieron el ao pasado en experimentos realizados en el Laboratorio Lawrence Berkeley y las Universidades de California y del estado de Oregn. Los experimentos consistan en acelerar un haz de iones de kriptn y hacerlos colisionar con un blanco de plomo. Despus de 11 das de trabajo, slo se identificaron tres ncleos del 118, elemento que, en menos de un milisegundo, se desintegra en el 116. Con unas vidas tan cortas, estos nuevos elementos tienen, por ahora, escaso inters salvo para los fsicos nucleares, ya que el estudio del comportamiento de estos tomos superpesados puede ayudarles a entender los problemas de la estabilidad nuclear. Ms all de este uso y de la natural tentacin de ir ms all en la ciencia, la bsqueda de nuevos elementos tiene tambin una meta tentadora. Se piensa que, a pesar de la inestabilidad de los ltimos elementos, quizs los siguientes resulten ser muy estables. Se habla de una isla de estabilidad que debe iniciarse con el elemento 114 y, quiz, con algn istopo del 113. El objetivo es que la estabilidad sea tal como para poder fabricar nuevos materiales, algo que parece muy lejano si pensamos que las decenas de millones de tomos fabricados del elemento 105, uno de los mejor conocidos del final de la tabla, apenas pesan mil millonsimas de microgramo.

Fragmento tomado de: http://payala.mayo.uson.mx/QOnline/HISTORIA_DE_LA_TABLA.html

TRABAJO EN CLASE

1. Usando el fragmento anterior construya una lnea del tiempo con dibujos de los diferentes modelos que se han construido de la tabla peridica, relacionando autor, aos, elementos encontrados y nombres del modelo.

2. Cree lo ms ingeniosamente posible el modelo de ___________________ desarrollado en el ao ______________ y explique brevemente en una cartelera sus caractersticas principales.

3. Desarrolle en clase los siguientes aspectos:

a. Qu es la tabla peridica y cul es su utilidad?________________________________________________

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b. Cuntos perodos y grupos posee la tabla peridica? _________________________________________

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c. Usando el esquema base que muestra la tabla peridica propuesta por Moseley seale los siguientes aspectos (no olvide

sealar con colores diferentes y convenciones adecuadas).




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ESQUEMA BASE DE LA TABLA PERODICA

a. Zonas s, p, d, y f b. Metales alcalinos y alcalinotrreos c. Metales de transicin, no metales, metaloides, lantnidos y actnidos d. Gases Nobles y Halgenos e. Carbonoideos, Nitrogenoides, Anfgenos. f. Grupos IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA, GRUPOS B Y SUS SUBGRUPOS

d. Usando los siguientes esquemas base de la tabla peridica como el usado en el punto anterior muestre cmo aumentan y

disminuyen las siguientes propiedades peridicas y diga al final qu es cada propiedad.

a. Peso atmico b. Afinidad electrnica c. Energa de ionizacin d. Radio atmico e. Electronegatividad f. Carcter metlico g. Radio inico

disminuye

aumenta

aumenta

a. Peso atmico




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4. Qu es la ley peridica? Y qu enuncia esta ley? ______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________

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5. De acuerdo a lo que trabaj en el punto anterior diga cmo se ve argumentada esta ley con las propiedades esquematizadas en el punto 4. ________________________________________________________________________________________________

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TRABAJO PARA LA CASA.

Usando la tabla peridica, y los datos que all se muestran para la propiedades peridicas (construya una grfica que muestre la relacin entre el nmero atmico y peso atmico, nmero atmico y electronegatividad, nmero atmico y radio atmico) usando esquemas como los que se muestran a continuacin. Analice la informacin de acuerdo a la siguiente secuencia.




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1. Use los datos de los elementos que se usarn en la tabla:

2. Use una hoja milimetrada para hacer estas grficas 3. Analice el comportamiento creciente o decreciente. 4. Diga si tiene relacin con la ley peridica.

2. Diga a. Cuntos elementos slidos hay en la tabla peridica. _____________ b. Cuntos elementos lquidos y gaseosos hay. ____________ c. Cuntos elementos son radiactivos. _______________ d. Cuntos elementos son creados por el hombre. ____________ e. Cules son las propiedades que presentan metales, no metales y metaloides. (USE PARA ESTE ASPECTO UN MAPA CONCEPTUAL QUE RESUMA LA INFORMACIN QUE SE MUESTRA EN LA COPIA DADA POR EL DOCENTE Y SU INVESTIGACIN) f. Cuntos elementos tiene cada uno de los perodos (haga un dibujo como los de las propiedades peridicas y selelos con diferentes colores). g. Seale los grupos con diferentes colores usando esquemas base y diga en el mismo cuntos son sus electrones de valencia y la terminacin de la configuracin electrnica.

EVALUACIN DEL TALLERDE APRENDIZAJE:

Evala el desarrollo del taller y el cmo te sientes luego de haberla finalizado

1. es de uso fcil? _____________________________________________________________

2. Las instrucciones estaban claramente planteadas?

_____________________________________________________________

3. El nivel de lenguaje y vocabulario era de adecuado?

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4. le ayudaron las actividades de la gua lograr la competencia?

_____________________________________________________________

5. qu le gust ms de ella?

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6. qu le gust menos? _____________________________________________________________

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15

Ene

rga

de

Ion

izac

in

(eV

)

Nmero Atmico

Relacin nmero atmico-energa de

ionizacin

Elemento Nmero atmico Energa de ionizacin

Litio 3 5,39 Berilio 4 9,32 Carbono 6 11,26 Oxgeno 8 13,61 Nen 10 21,56

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