sesion nº 04 tabla periodica y enlace quimico
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QUIMICASESIONN°
04 TABLA PERIODICA
Y
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ENLACE
QUIMICO
Mag Antonio Leonardo DELGADO ARENAS
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En su clasificación de las triadas en 1820(agruación de tres ele!entos" D#$ereinere%lica$a &ue la !asa ató!ica ro!ediode los esos de los ele!entos e%tre!os'es arecido a la !asa ató!ica delele!ento de en !edio )or e*e!lo' arala triada +loro' ,ro!o' -odo los esosató!icos son resecti.a!ente /' 80 123 si su!a!os / 4 12 di.idi!osentre dos' o$tene!os 81' &ue esaro%i!ada!ente 80 si le da!os un.ista5o a nuestra ta$la eriódica elele!ento con el eso ató!ico aro%i!adoa 80 es el $ro!o lo cual 6ace &ueconcuerde un aarente ordena!iento detriadas
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John A. R. Newlands publicó en 1864una clasificación según un ordencreciente de la masa atómica engrupos de siete elementos! de
manera "ue cada uno ten#apropiedades similares al octa$oelemento posterior. %as series eran
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Propuesta de NewladsEn la ta$la contigua' a la derec6a' falta una octa.a colu!na con losele!entos 7lor' +loro ,ro!o
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&n 1864! C!a"ourto#s construó una h'lice depapel! en la "ue estaban ordenados por pesosatómicos (masa atómica) los elementos conocidos!arrollada sobre un cilindro $ertical. *eencontraba "ue los puntos correspondientesestaban separados unas 16 unidades. %oselementos similares estaban pr+cticamente sobrela misma generatri,! lo "ue indicaba una ciertaperiodicidad! pero su diagrama pareció mu
complicado recibió poca atención.&n 1864! C!a"ourto#s $ Newlads ("u#micoingl's)! anuncian la Le de las octa.as- laspropiedades se repiten cada ocho elementos. eroesta le no puede aplicarse a los elementos m+sall+ del /alcio. &sta clasificación es por lo tantoinsuficiente! pero la tabla periódica comien,aa e0istir. importante "u#mico.
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S#ste%a per#&d#"o
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► 189 Di!itri Mendelee. )roiedades &u:!icas .ar:an en for!aeriódica en función de sus MasasAtó!icas
► 191/ Mosele
)roiedades de los ele!entos est;n enfunción eriódica de sus N!erosAtó!icos
► Actual!enteEle!entos en orden ascendente de losn!eros ató!icos se clasifican de
acuerdo a la configuración electrónicade los ele!entos &u:!icos en su estadofunda!ental
MENDELEI
EV QUIMICA - ALDA - UCV - 2014
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Julius Lothar Meyer
En un art:culo u$licado en 180resentó su descu$ri!iento de la leeriódica &ue afir!a &ue lasroiedades de los ele!entos son
funciones eriódicas de su !asaató!ica Esta le funda!ental fuedescu$ierta en 189 or el &u:!icoruso D!itri <.;no.ic6 Mendel=ie.'&uien fue !;s reconocido or el6alla5go &ue su colega Meer
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Des"r#p"#& del S#ste%a Per#&d#"o
► Per#odos
&st+n formados por un conunto de elementos "ueteniendo propiedades "u#micas f#sicas
diferentes $ar#an gradualmente2 manteniendo encomún el resentar igual n!ero de ni.eles conelectrones en su alrededor! correspondiendo eln!ero de )er:odo > al n!ero de ni.eles.
► 'rupos o (a%#l#as%os 3R5* est+n formados por elementos "ue
poseen similares propiedades "u#micas. Acontinuación se presentan los grupos "ue e0istenen la A
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'RUPOS EN LA TABLA PERIODICA
3rupo 1 (7 A)- los metales alcalinos3rupo (77 A)- los metales alcalinot'rreos
3rupo 9 (777 :)- ;amilia del &scandio3rupo 4 (7< :)- ;amilia del itanio3rupo = (< :)- ;amilia del <anadio3rupo 6 (<7 :)- ;amilia del /romo3rupo > (<77 :)- ;amilia del ?anganeso3rupo 8 (<777 :)- ;amilia del @ierro
3rupo (<777 :)- ;amilia del /obalto3rupo 1B (<777 :)- ;amilia del N#"uel
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'RUPOS EN LA TABLA PERIODICA
3rupo 11 (7 :)- ;amilia del /obre
3rupo 1 (77 :)- ;amilia del Cinc
3rupo 19 (777 A)- los t'rreos
3rupo 14 (7< A)- los carbonoideos
3rupo 1= (< A)- los nitrogenoideos
3rupo 16 (<7 A)- los calcógenos o anf#genos3rupo 1> (<77 A)- los halógenos
3rupo 18 (<777 A)- los gases nobles
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DI)ERENCIA ENTRE 'RUPOS *A+ $ *B+
►'rupo A,&lementos "ue tienen sus electrones de$alencia en los orbitales DsE o DpE.Lla!ados ele!entosRE)RESEN?A?<@OS
► 'rupo B,
3rupo de elementos "ue tienen loselectrones de $alencia en los orbitalesdel tipo DsE DdE.Lla!ados ele!entos de ?RANS<+<N
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Estru"tura ele"tr&#"ade los ele%etos -u.%#"os
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B (1" > 1s1
Be (2" > 1s2
Li (/" > 1s2 2s1
,e (C" > 1s2 2s2
, (" > 1s2 2s2 2%1
+ (" > 1s2 2s2 2%1 21
N (" > 1s2 2s2 2%1 21 251
O (8" > 1s2 2s2 2%2 21 251
7 (9" > 1s2 2s2 2%2 22 251
Ne (10" > 1s2 2s2 2%2 22 252
Na (11" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s1
Mg (12" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2
Al (1/" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2 /%1
Si (1C" > 1s2
2s2
2%2
22
252
/s2
/%1
/1
) (1" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2 /%1 /1 /51
S (1" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2 /%2 /1 /51
+l (1" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2 /%2 /2 /51
Ar (18" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2 /%2 /2 /52
(19" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2 /%2 /2 /52 Cs1
+a (20" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /s2 /%2 /2 /52 Cs2
Sc (21" > 1s2 2s2 2%2 22 252 /QsU2IM/IC% A2- / ALD2 A /-U5C2V C- s2201/4d. 1
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Ao%al.as de "o(#/ura"#& ele"tr&#"a
Al desarrollar la configuración electrónica! encontramos una serie dee0cepciones! a las cuales consideramos como anomal#as! entre estas
tenemos-At#sarrus 0At#serru"!os1*e presenta en elementos de los grupos <7: 7:&emplo-'rupo 2IB,4/r- 1s! s! p6! 9s! 9p6! 4s! 9d4 - es incorrecto .4/r- 1s2' 2s2' 2' /s2' /' Cs1' /d - es correcto'rupo IB,/u- 1s! s! p6! 9s! 9p6! 4s! 9d - es incorrecto./u- 1s2' 2s2' 2' /s2' /' Cs1' /d10 - es correcto.
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Ele!entos de transición interna
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Metales18
► *on buenos conductores delcalor la electricidad.
► *e o0idan (pierden
electrones).► *e les denomina tambi'nreductores.
► *on electropositi$os.
► *on sólidos a e0cepción delmercurio (l#"uido atemperatura ambiente).
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No Metales19
► Son !alos conductores del calor la electricidad► Se reducen (ganan electrones"
►
Se les deno!ina ta!$i=no%idantes► Son electronegati.os
► La !aor:a a te!eraturaa!$iente se encuentran en
estado sólido +o!o gases est;nN2' O2' 72' +l2' B2 en estadol:&uido el ,r2
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Gases No$les20
► *on los "ue se ubican en ele0tremo derecho de la tablaperiódica
► %os +tomos de estos gases!con e0cepción del helio!
tienen 8 electrones de.alencia.► No se combinan con ningún
otro elemento. *ólo atemperaturas e0igentes el Fepuede reaccionar.
► *us mol'culas sonmonoatómicas.
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2ARIACI3N DE LAS PROPIEDADES PERI3DICAS
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)R<N+<)ALES )RO)<EDADES )ER<D<+ASBa un gran n!ero de roiedades eriódicas Entre las !;si!ortantes se destacanF● ES?R+?RA ELE+?RN<+AF distri$ución de los electrones en los
or$itales del ;to!o● )O?EN+<AL DE <ON<HA+<NF energ:a necesaria ara arrancarleun electrón● ELE+?RONEGA?<@<DADF !ide la tendencia ara atraer electrones● A7<N<DAD ELE+?RN<+AF energ:a li$erada al catar un electrón
● +ARI+?ER ME?IL<+OF define su co!orta!iento !et;lico o no!et;licoJ @ALEN+<A <N<+AF n!ero de electrones &ue necesita ganar oerder ara el octeto
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Prop#edades susta"#as %et4l#"as
► &le$ados puntos de fusión ebullición
► 7nsolubles en agua
► /onducen la electricidad inclusoen estado sólido (sólo secalientan- cambio f#sico). %aconducti$idad es maor a baas
temperaturas.► ueden deformarse sin
romperse
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ENLACEQUIMICO
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+ON+E)?OS )RE@<OS AL ENLA+E K<M<+O
1 Ku= !antiene unidos a los ;to!os
n concepto b+sico en "u#mica es el estudio de cómo los +tomosforman compuestos. %a maor#a de los elementos "ue conocemose0isten en la naturale,a formando agrupaciones de +tomos igualeso de distintos tipos! enla,ados entre s#.
. )or &u= &uere!os entender có!o se enla5an las art:culas!ateriales unas con otras
Al comprender el mecanismo del enlace "u#mico! permitecontrolar la formación o ruptura de estos enlaces! porconsiguiente! la formación o deformación de sustancias! dependesiempre de lo "ue se necesite
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ENLACE QUIMICO Esel roceso f:sico
resonsa$le
de las
interacciones atracti.asentre ;to!os !ol=culas' &ueconfiere esta$ilidad a
los co!uestos &u:!icosdiatónicos oliató!icos
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NO?A+<ON DE LE<SLa notación o estructura deLeis' es una reresentacióngr;fica &ue !uestra la cantidadde electrones de .alencia &ue6a en el or$ital La estructurade Leis fue rouesta orGil$ert Leis' la cantidad deelectrones de .alencia sereresentan con untos
alrededor del ele!ento &u:!ico(s:!$olo"
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REGLA DEL O+?E?O
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La regla del octeto' enunciada en 191 or Gil$ert Neton Leis'dice &ue la tendencia de los iones de los ele!entos del siste!aeriódico es co!letar sus lti!os ni.eles de energ:a con unacantidad de 8 electrones de tal for!a &ue ad&uiere una
configuración !u esta$le Esta configuración es se!e*ante a la deun gas no$le los ele!entos u$icados al e%tre!o derec6o de la ta$laeriódica Los gases no$les son ele!entos electro&u:!ica!enteesta$les' a &ue cu!len con la estructura de Leis' son inertes' esdecir &ue es !u dif:cil &ue reaccionen con algn otro ele!entoEsta regla es alica$le ara la creación de enlaces entrelos ;to!os' la naturale5a de estos enlaces deter!inar; elco!orta!iento las roiedades de las !ol=culas Estasroiedades deender;n or tanto del tio de enlace' del n!ero deenlaces or ;to!o' de las fuer5as inter!oleculares
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?<)OS DE ENLA+E
ENLACE IONICO
►&l compuesto iónico se forma al reaccionar un !etalcon un no !etal.
► %os +tomos del metal pierden electrones (se forma uncatión) los acepta el no metal (se forma un anión).
► %os iones de distinta carga se atraen el'ctricamente!se ordenan forman una red iónica. %os compuestosiónicos no est+n formados por mol'culas.
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Enlace iónico entre +l NaF 7or!ación del ión +lJ Na4
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Prop#edades "o%puestos #&#"os
► Ele.ados untos de fusión e$ullición
►
Solu$les en agua► No conducen la electricidad en estado sólido' ero s:
en estado disuelto o fundido (Reacción &u:!icaFelectrolisis"
► Al intentar defor!arlos se ro!e el cristal(fragilidad"
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Disolución electrolisis del +u+l2 Na+l
Gisociación- /u/l → /uH H /lI
Gisociación- Na/l→
NaH1
H /lI
Reacción anódica- /lI → /l H eI
Reacción catódica- /uH H eI→ /u
Reacción anódica- /lI → /l H eI
Reacción catódica- NaH1 H eI→ Na
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ENLA+E +O@ALEN?E► n enlace co.alente se roduce or co!artición
de electrones entre dos o !;s ;to!os► Este tio de enlace se roduce cuando e%iste
electronegati.idad olar ero la diferencia deelectronegati.idades entre los ;to!os no essuficiente!ente grande co!o ara &ue se efectetransferencia de electrones
► De esta for!a' los dos ;to!os co!arten uno o
!;s ares electrónicos en un nue.o tio deor$ital' deno!inado or$ital !olecular► Los enlaces co.alentes se suelen roducir entre
ele!entos gaseosos no !etales
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Ela"e "o5alete or%al►*i se comparten un par de eI- enlace co$alente simple
►*i se comparten dos pares de eI - enlace co$alentedoble
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trile
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► Si se co!arten tres ares de eJF enlace co.alente
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)olaridad del enlace co.alente
► Enlace co.alente aolarF entre ;to!os de id=nticaelectronegati.idad (B2' +l2' N2P" Los electrones co!artidosertenecen or igual a los dos ;to!os
QEn+l > /'0 /'0 > 0 QEnB > 2'1 2'1 > 0
► Enlace co.alente olarF entre ;to!os de distintaelectronegati.idad (B+l' +OP" Los electrones co!artidosest;n !;s desla5ados 6acia el ;to!o !;s electronegati.oAarecen 5onas de !aor densidad de carga ositi.a (4" 5onas de !aor densidad de carga negati.a (J"
QEnB+l > /'0 2'1 > 0'9 QEn+O > /' 2' > 1'0
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Ela"e "o5alete dat#5o o "oord#ado
► /uando el par de electronescompartidos pertenece sólo auno de los +tomos se presenta un
enlace co.alente coordinado odati.o
► &l +tomo "ue aporta el parde electrones se llama donador(siempre el menoselectronegati$o) el "ue losrecibe recetor o acetor(siempre el m+s electronegati$o)
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?R<OT<DO DE AH7RE
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D<OT<DO DE AH7RE
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OT<DO DE N<?ROGENO (@"
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A+<DO N<?R<+O
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RESMEN DE LAS +A)A+<DADES DE +O@ALEN+<A+ARA+?ERUS?<+AS DE LOS NO ME?ALES REN<DOS )ORGR)OS DE LA ?A,LA )ER<D<+A ES LA S<G<EN?E
Gruo No !etal Electrones de.alencia
Enlacesnor!ales
Enlacescoordinados
<<< A , / / 0
<@ A +' Si C C 0
@ A N' )'As / 1@< A S' Se' ?e 2 2
@<< A 7' +l' ,r' < 1 1
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Ela"e %et4l#"o
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► %as sustancias met+licas est+n formadas por +tomos de unmismo elemento met+lico (baa electronegati$idad).
► %os +tomos del elemento met+lico pierden algunos electrones!form+ndose un catión o Dresto !et;licoE.
► *e forma al mismo tiempo una nu$e o !ar de electronesFconunto de electrones libres! deslocali,ados! "ue nopertenecen a ningún+tomo en particular.
► %os cationes se repelen entre s#! pero son atra#dos por el mar
de electrones "ue ha entre ellos. *e forma as# una red
met+lica- las sustancias met+licas tampoco est+n formadas por
mol'culas.
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Ela"e %et4l#"o
Fe
&l modelo del mar de electrones representa al metal como un conuntode cationes ocupando las posiciones fias de la red! los electroneslibres mo$i'ndose con facilidad! sin estar confinados a ningún catiónespec#fico
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7ERHAS <N?ERMOLE+LARESSon el con*unto de fuer5as atracti.as reulsi.as &uese roducen entre las !ol=culas co!o consecuencia de laolaridad &ue oseen las !ol=culas Aun&ue son
considera$le!ente !;s d=$iles &ue los enlacesiónicos' co.alentes !et;licos
Las rinciales fuer5as inter!oleculares sonF•El enlace de 6idrógeno (antigua!ente conocido
co!o uente de 6idrógeno"•Las fuer5as de @an der aals
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ENLA+E DE B<DRGENOEl enlace de 6idrógeno ocurre cuando un;to!o de 6idrógeno esenla5ado a un ;to!o fuerte!enteelectronegati.o co!o el nitrógeno'
el o%:geno o el florEl ;to!o de 6idrógeno osee una cargaositi.a arcial uede interactuar conotros ;to!os electronegati.os en otra!ol=cula (nue.a!ente' con N' O o 7" As:
!is!o' se roduce un cierto solaa!ientoentre el B el ;to!o con &ue se enla5a(N' O o 7" dado el e&ueVo ta!aVo deestas esecies
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7ERHAS DE @AN DER AALSSon fuer5as de atracción o reulsión &ue se encuentran resentesen las !ol=culas de !u $a*a olaridad Se originan co!o resultadode di.ersos !o.i!ientos de electrones cuando una orción de la!ol=cula en cierto instante se torna ligera!ente negati.a' en tanto
&ue otras regiones aarecen cargas ositi.as &ue son igual!entea las negati.as
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Diferencias entre fuer5as inter!oleculares los enlaces&u:!icosF
7uer5as inter!oleculares Enlaces Ku:!icos
1. Son !u deendientes de la te!eratura' unau!ento de te!eratura roduce un decre!entode las fuer5as inter!oleculares
1No son tan deendientes de la te!eratura
2 Son !as d=$iles &ue los enlaces &u:!icos' delorden de 100 .eces !enor
2 Son !;s fuertes &ue las fuer5asinter!oleculares
/ La distancia de unión es a ni.el de !icras / La distancia de unión es !u e&ueVa' a ni.elde Wngstr#!
C Las uniones no est;n direccionadas C Las uniones est;n direccionados.
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ME?ALES ESEN+<ALES - ?T<+OS
ESEN+<ALES (7<S<OLG<+OS" NO ESEN+<ALES
H<N+ +ADM<OB<ERRO NUKELMAGNES<O )LOMO+O,RE ALM<N<O+O,AL?O ARSEN<+O
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