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En la Universidad de Guadalajara
Por medio de la Academia de Química en la
Escuela Preparatoria 12
Se presenta:
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Exposición Académica
Por:
Guadalajara, JaliscoOctubre de 2007
Contenido temático 1.3:Propiedades Periódicas de los Elementos
-Sistematización periódica o Tabla Periódica-
Química II
2ACADEMIA DE QUÍMICA 2
PREPARATORIA 12
Q
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
MTRO. FERNANDO TEMORES RAMÍREZ
Comprobarás la importancia de la sistematización del
comportamiento periódico de los elementos químicos
Objetivos Objetivos
Analizarás el comportamiento periódico de los elementos
químicos
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Propiedad de los elementos químicos:se define como el atributo o cualidad esencial de
cada uno de los elementos.
Pero, ¿qué es la Sistematización periódica de los elementos químicos?
Sistema es el conjunto de cosas que relacionadas entre sí ordenadamente
contribuyen a determinado objeto, de ahí que …
Sistematizar es la acción de relacionar un conjunto cosas relacionadas entres si (en este
caso las propiedades de los elementos), y
Conceptos fundamentalesConceptos fundamentales
El termino periódico se refiere a aquello que se repite con frecuencia a intervalos determinados;
luego entonces …
La sistematización del comportamiento periódico de los elementos químicos es:
La relación ordenada de los elementos químicos según sus propiedades químicas.
Y siendo más precisos, el sistema periódico (tabla periódica de los elementos) es la
ordenación de los elementos químicos según su número atómico y dispuestos de tal modo que
resulten agrupados los que poseen propiedades químicas análogas.
A continuación se pasará a analizar y comprobar la importancia de sistematizar el
comportamiento de los elementos químicos …
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
En un principio los elementos se clasificaron y ordenaron, según sus propiedades más comunes. Obedeciendo a los primeros
bosquejos de las tablas periódicas, los más destacados fueron:
“Las Tríadas de Döbereiner”
Consistían en la clasificación de los elementos químicos según sus propiedades más comunes y cada tres elementos se iban formando estos grupos con características similares:
Antecedentes de la sistematización periódicaAntecedentes de la sistematización periódica
35 P.A.: 79.90Valencia: +/-1,5
BrBromo[Ar]3d104s2p5
I53 P.A.: 126.9
Yodo
Valencia: +/-1,5,7
[Kr]4d105s2p5
Cl17P.A.: 35.45
Valencia: +/- 1,3,5,7
Cloro[Ne]3s2p5
35.45 + 126.9
2= 81.17 79.90
Cloro
(Gas color amarillo)
Iodo(Sólido color púrpura)
Bromo(Liquido color rojo)
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Las Octavas de Newlands Las Octavas de Newlands
En 1864 J. Newlands ordenó los primeros16 elementos y notó que a cada 8 de ellos se
repetían laspropiedades químicas.
3 P.A.: 6.94Valencia: 1
1s22s1
LitioLi
4 P.A.: 9.01Valencia: 2
1s22s2
BeBerilio
B5 P.A.: 10.81
Valencia: 3
1s22s22p1
Boro
C6 P.A.: 12.01
Valencia: 2,4
1s22s22p2
Carbono
N7 P.A.: 14.01
Valencia: +/- 3, 5, 4,2
1s22s22p3
Nitrogeno
O8 P.A.: 16.00
Valencia: -2
1s22s22p4
Oxigeno
F9 P.A.:19.00
Valencia: -1
1s22s22p5
Fluor
11P.A.: 22.99Valencia: 1
[Ne]3s1
NaSodio
12 P.A.: 24.31Valencia: 2
Mg[Ne]3s2
Magnesio
13P.A.: 26.98Valencia: 3
AlAluminio
[Ne]3s2p1
14 P.A.: 28.09Valencia: 4
Silicio
Si[Ne]3s2p2 P
15 P.A.: 30.97
Fósforo
Valencia: +/- 3, 5, 4
[Ne]3s2p3
S16P.A.: 32.07
Azufre
Valencia: +/- 2,4,6
[Ne]3s2p4
Cl17P.A.: 35.45
Valencia: +/- 1,3,5,7
Cloro[Ne]3s2p5
K19P.A.: 39.10
Valencia: 1
Potasio[Ar]4s1
20P.A.: 40.08Valencia: 2
Calcio
Ca[Ar]4s2
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
La Sistematización Periódica según MendeleyevLa Sistematización Periódica según Mendeleyev
La tabla periódica de los elementos fue propuesta por Dimitri Mendeleyev (y Julius Lothar Meyer).
Éstos, trabajando separado, prepararon una ordenación de todos los 64 elementos conocidos, basándose en la variación de las propiedades químicas (Mendeleyev) y físicas (Meyer) con la variación de sus masas atómicas.
Mendeleyev situó en su tabla todos los elementos conocidos en aquella época, ordenando los elementos de forma tal que los elementos pertenecientes a una misma familia aparecen en la misma línea horizontal
Además, lo hizo también sobre la base de que las propiedades de los elementos son función periódica de sus pesos atómicos
Tiempo después, Moseley demostró que las propiedades de los elementos son función periódica de sus Números
Atómicos.
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IA
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GruposPeriodos
Metales alcalinos
Metales alcalinotérreos
Metales de transición
Lantánidos
Actínidos
Metales
Metaloides
No metales
Gases nobles
TABLA PERIODICA
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB
Tabla Periódica actualTabla Periódica actual
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Análisis de la Tabla Periódica ActualAnálisis de la Tabla Periódica Actual
Los grupos son las columnas de elementos determinados por un numero romano (del I al VIII) y una letra
GRUPOS
IA VIIIA
Los periodos son las filas de elementos y corresponde al numero de niveles de electrones que tienen esos átomos (hasta 7).
PERIODOS
1
7
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Los Grupos en la Tabla PeriódicaLos Grupos en la Tabla Periódica Los grupos con mayor número de elementos (1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18), se conocen como grupos principales,
IA
Grupos
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB
A estos se les conoce como los que aglutinan a los elementos normales (Grupos A) ya que ubican su ultimo electrón en el ultimo nivel (orbital “s” u orbital “p”).
s p
s
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Los Grupos en la Tabla PeriódicaLos Grupos en la Tabla Periódica
Los grupos del 3 al 12 (identificados con letra B), están formados por los llamados elementos de transición
IA
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB
Estos grupos (B), contienen los elementos que al desarrollar su configuración electrónica ubican su ultimo electrón en un nivel que no es el ultimo.
Son elementos de transición externa si ubican su ultimo electrón en el penúltimo nivel (orbital “d”). Son elementos de transición interna los que ubican el ultimo electrón en el antepenúltimo nivel (orbital “f”).
df
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Los Grupos en la Tabla PeriódicaLos Grupos en la Tabla Periódica
Los elementos de la primera fila de elementos de transición interna se denominan lantánidos .
Los de la segunda fila son actínidos.
IA
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB
lantánidosactínidos
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
1
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4
5
6
7
6
7
Periodos
Periodo 1El primer periodo consta de
dos elementos (hidrógeno y helio),
1
2
3
4
5
6
7
6
7
Periodos
Periodos 2 y 3los periodos segundo y tercero
tienen cada uno ocho elementos
1
2
3
4
5
6
7
6
7
Periodos
Periodos 4 y 5Los periodos cuarto y el quinto
tienen dieciocho elementos
1
2
3
4
5
6
7
6
7
Periodos
Periodos 6 y 7El sexto treinta y dos y el séptimo, aunque debería tener treinta y dos
elementos aún no se han fabricado todos, desconociéndose 3 de ellos y de otros
muchos no se conocen sus propiedades.
Los Periodos en la TablaLos Periodos en la Tabla
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
B5
P.A:10,811Valencia: 3
1s22s22p1
Boro
Ubicación y clasificación de los elementosUbicación y clasificación de los elementos
Nombre
Símbolo
Numero atómico
Masa atómica
Configuración Electrónica
Estado de oxidación
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Las propiedades físicas y químicas de los elementos dependen, fundamentalmente, de su configuración electrónica.
En un átomo, la corteza electrónica, que contiene tantos electrones como protones tiene el núcleo, de forma que el átomo sea eléctricamente neutro, no está distribuida de manera uniforme, sino que los electrones se disponen en capas concéntricas alrededor del núcleo.
La atracción del núcleo atómico sobre un electrón en una capa se ve, pues, apantallada por los electrones que existan en las capas inferiores (que lo repelen hacia el exterior) y reforzada por los electrones existentes en las capas exteriores (que lo repelen hacia el interior del átomo).
Las Propiedades Periódicas de los ElementosLas Propiedades Periódicas de los Elementos
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Capas de ValenciaCapas de Valencia
En las interacciones entre los distintos átomos sólo intervienen los electrones situados en la capa más externa.
Los denominados electrones de valencia situados en la llamada capa de valencia, ya que al ser los electrones que se encuentran más lejanos del núcleo y más apantallados por los restantes electrones, son los que están retenidos más débilmente y los que con más facilidad se pierden.
Todos los átomos tienden a tener en su capa de valencia únicamente ocho electrones. Así que el número real de electrones de su capa de valencia influirá también en sus propiedades.
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
El orden de los elementos en la tabla periódica, y la forma de ésta, con periodos de distintos tamaños, se debe a su configuración electrónica
Una configuración especialmente estable es aquella en la que el elemento tiene en su última capa, la capa de valencia, 8 electrones, 2 en el orbital s y seis en los orbitales p, de forma que los orbitales s y p están completos.
En un grupo, los elementos tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia.
Así, conocida la configuración electrónica de un elemento sabemos su situación en la tabla y, a la inversa, conociendo su situación en la tabla sabemos su configuración electrónica.
Acomodo de orbitales en la Tabla PeriódicaAcomodo de orbitales en la Tabla Periódica
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Los primeros dos grupos están completando orbitales s, el correspondiente a la capa que indica el periodo.
Así, el rubidio, en el quinto periodo, tendrá es su capa de valencia la configuración 5s1, mientras que el bario, en el periodo sexto, tendrá la configuración 6s2.
Acomodo de orbitales en la Tabla PeriódicaAcomodo de orbitales en la Tabla Periódica
IIA
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s
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Alca
linos
Alca
linot
érre
os
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Los grupos 3 a 12 completan los orbitales d de la capa anterior a la capa de valencia, de forma que hierro y cobalto, en el periodo cuarto, tendrán las configuraciones 3d64s2 y 3d74s2, en la que la capa de valencia no se modifica pero sí la capa anterior.
Acomodo de orbitales en la Tabla PeriódicaAcomodo de orbitales en la Tabla Periódica
dIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
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Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Los grupos 13 a 18 completan los orbitales p de la capa de valencia.
Acomodo de orbitales en la Tabla PeriódicaAcomodo de orbitales en la Tabla Periódica
p
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3
1
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5
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7
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Acomodo de orbitales en la Tabla PeriódicaAcomodo de orbitales en la Tabla Periódica
Finalmente, en los elementos de transición interna, los elementos completan los orbitales f de su antepenúltima capa.
f6
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IIA
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sd p
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IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
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Tierras raras
Tabla Periódica por Bloques de Orbitales
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Acomodo de orbitales en la Tabla PeriódicaAcomodo de orbitales en la Tabla Periódica
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Radio Atómico en la Tabla PeriódicaRadio Atómico en la Tabla Periódica
El radio atómico, es decir, el tamaño exacto de un átomo, es muy difícil de determinar, ya que depende del estado de agregación del elemento y de la especie química que forma.
El radio atómico dependerá de la distancia al núcleo de los electrones de la capa de valencia
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IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
Alc
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Tierras raras
Radio AtómicoA
um
enta
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Volumen Atómico en la Tabla PeriódicaVolumen Atómico en la Tabla Periódica
El volumen atómico no es realmente, pese a su nombre, el volumen que ocupa un átomo. Se define como el cociente entre la masa de un mol del elemento y su densidad, midiéndose normalmente en centímetros cúbicos por mol (c.c./mol).
No representa por tanto el volumen real del átomo, sino el volumen que le corresponde del volumen total del elemento, contando los espacios huecos que existen entre los átomos, aunque sí dependerá del volumen real del átomo.
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Elementos de transición
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Tierras raras
La Energía de Ionización
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Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Energía de Ionización en la Tabla Periódica Energía de Ionización en la Tabla Periódica
El potencial de ionización es la energía que es necesaria suministrarle a un átomo (elemento metal) para arrancarle un electrón de su capa de valencia, convirtiendo el átomo en un Ion positivo o catión.
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
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Tierras raras
La Afinidad Electrónica
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Afinidad Electrónica en la Tabla Periódica Afinidad Electrónica en la Tabla Periódica
La afinidad electrónica se define como la energía que liberará un átomo (elemento no metal), en estado gaseoso, cuando captura un electrón y se convierte en un ión negativo o anión.
Como el potencial de ionización, la afinidad electrónica dependerá de la atracción del núcleo por el electrón que debe capturar, de la repulsión de los electrones existentes y del acercamiento o alejamiento a completar la capa de valencia con ocho electrones.
Mientras que el potencial de ionización se puede medir directamente y con relativa facilidad, la medición de la afinidad electrónica es complicada y sólo en muy pocos casos puede realizarse de forma directa y los datos que se tienen no son fiables.
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
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IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Elementos de transición
Alc
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Gas
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Tierras raras
Electronegatividad
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La Electronegatividad en la Tabla PeriódicaLa Electronegatividad en la Tabla Periódica
Es la propiedad que tienen los átomos de atraer o retener electrones de valencia y que obviamente será mayor en un átomo que tiene 7 electrones en el ultimo nivel.
Curso química II, contenido temático 1.3: Propiedades periódicas de los elementos
Gracias por su atención
MTRO. FERNANDO TEMORES RAMÍREZ