miércoles, 9 de diciembre de 2015

TABLA PERIÓDICA

TABLA PERIÓDICA







A lo largo de su historia, el hombre ha venido descubriendo y preparando una buena cantidad de elementos químicos, lo que ha originado también tal cantidad de información. Ante esta situación, el mismo hombre se vio en la necesidad de ordenar tales cantidades, lo que logro mediante la invención de la llamada Tabla periódica de los elementos químicos.

La Tabla Periódica es el lugar donde se organizan todos los elementos químicos, en base a sus propiedades químicas y físicas, especialmente por su número atómico.

IMPORTANCIA DE LA TABLA PERIÓDICA

IMPORTANCIA DE LA TABLA PERIÓDICA


La Tabla Periódica resulta de mucha utilidad para aquellas personas involucradas e interesadas en el estudio de la materia, pues brinda un medio de comunicación entre ellos y valiosa información sobre cada elemento químico, mejorando así el estudio y el aprovechamiento de los mismos; esta información es de dos tipos: física y química.

  • Información física. Se refiere a: punto de ebullición, punto de fusión, densidad, estado de la materia, conductividad térmica y eléctrica, estructura cristalina, calor de vaporización, etc.

  • Información química. Esta referida a: nombre y símbolo del elemento, radio y número atómico, masa y peso atómico, valencias, estructura electrónica, afinidad electrónica, electronegatividad, carácter metálico, isótopos radiactivos, configuración electrónica, etc.

Por lo general, las tablas periódicas presentan un recuadro a manera de simbología o clave, indicando, alrededor del mismo, la información (propiedades) que contiene dicha tabla para los elementos químicos, por ejemplo: Simbología


HISTORIA DE LA TABLA PERIÓDICA

HISTORIA DE LA TABLA PERIÓDICA

Más allá de la mitad del siglo XVII, el químico y físico irlandés Robert Boyle creó el concepto moderno de elemento químico, para referirse a las sustancias elementales de su época, concepto que fue perfeccionado por el francés Antoine Lavoisier.

A comienzos de esta época Contemporánea, 1789, se hicieron los primeros intentos por representar, ordenar y clasificar los 55 elementos químicos hasta entonces conocidos, dado que esta cantidad de elementos ya era inmanejable, lo mismo que la información generada del estudio de los mismos y de que el descubrimiento de otros elementos se incrementaba. Estos intentos estuvieron encaminados a descubrir alguna relación existente entre las propiedades de tales elementos, resaltando el peso atómico en este aspecto.

Primeras representaciones de los Elementos Químicos

Se cree que los alquimistas fueron los primeros en tener y emplear un sistema de símbolos para representar a los elementos, compuestos y mezclas hasta entonces conocidos por ellos.
Luego John Dalton, y otros científicos de su época, tuvieron su propia manera de representar a los elementos químicos hasta entonces descubiertos. Él utilizo símbolos circulares para representar a cada elemento, y combinaciones de los mismos para representar a los compuestos.

Así, muchas veces una información solo podía ser interpretada por quienes la generaban, lo cual creó la necesidad de tener un sistema aceptado de representación de los elementos. Éste paso fue dado por el químico sueco John Jacob Berzelius, en 1830, quien propuso su método: el símbolo de un elemento estaría representado por la primera letra de su nombre en latín, seguida de una segunda letra, en el caso de que la primera letra ya hubiese sido asignada a otro elemento. Este método o simbología de Berzelius es el que se utiliza en la actualidad.

Primeras tablas periódicas de los Elementos Químicos

Además de la necesidad de contar con un sistema de representación de los elementos químicos, también era imperioso en aquella época el ordenar y clasificar tales elementos, púes, se apuntó anteriormente, eran varios los elementos descubiertos, bastante la información existente sobre sus propiedades y, seguramente, se descubrirían otros.

Cerca de 200 años tomo el proceso de clasificar a los elementos químicos en una tabla periódica, periodo que va desde los primeros pasos que dio Lavoisier hasta la tabla que presento Mendeleiev; desde aquí, este proceso tomo 44 años más hasta que Mosley, en 1913, presentara la moderna tabla periódica de los elementos químicos.

El científico francés Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) fue el primero en organizar los elementos en base a sus propiedades, formando los grupos siguientes: elementos no-metálicos formadores de ácidos, metálicos formadores de bases, formadores de sales, etc.

En 1815, el médico escocés W. Proust relaciono y organizo a los elementos por medio de la propiedad química llamada peso atómico. Para él, los pesos atómicos correspondían solo a números enteros(error), y el peso patrón fue el del Hidrogeno. Por estos años, Berzelius corrigió
todos los pesos de los elementos y demostró que a muchos de ellos no les correspondían números enteros, como el del Cloro (35.5), resultados que contribuirían mucho a futuros estudios.

Más tarde, John Dalton, profesor ingles de Química, también hizo cálculos sobre los pesos atómicos de los 55 elementos hasta entonces conocidos, tomando como referencia el peso del Hidrogeno (1.0000), y publico la lista en 1828.

En 1829, el químico alemán Johann Wolfgang Dobereiner presento su estudio denominado "ley de las triadas"; según él, los elementos podían organizarse en grupos de tres elementos cada uno, y dentro de cada triada los elementos se colocaban en forma progresiva de sus pesos atómico. El observo mucha semejanza entre las propiedades químicas de los elementos de una triada, y lo mismo observo entre sus pesos atómicos, siendo el primero en relacionar ambos aspectos. Este trabajo lo confirmo el químico francés Jean Baptiste Dumas en 1851, año en el que se llegaron a conocer hasta veinte triadas, lo cual le dio cierta validez a esta ley.

En 1862, el químico francés Berguyer de Chancourtois presento su clasificación de los elementos, a los que organizo dentro de una espiral cilíndrica dividida en 16 secciones; en cada sección los elementos estaban situados en forma progresiva de sus pesos atómicos, con lo que presentaban propiedades físicas y químicas semejantes. Este trabajo no tuvo éxito.

Como puede observarse, los estudiosos de este periodo ya iban relacionando las propiedades de los elementos con sus respectivos pesos atómicos, que en realidad son masas atómicas.

El químico británico John Alexander Reina Newlands también relaciono el peso atómico con las propiedades de los elementos. Así, en 1864, expuso su trabajo denominado "ley de las octavas"; el ordeno los elementos en forma creciente de sus pesos atómicos y, de esta manera, observo que las propiedades del octavo elemento eran parecidas a las del primero, y las del noveno eran parecidas a las del segundo, y las propiedades del décimo elemento eran parecidas a las del tercer elemento, y así sucesivamente. En base a esto construyo grupos horizontales o hileras de siete elementos cada uno, y el octavo elemento siempre lo situó como primero de la sub-siguiente hilera.

Al formarlos en hileras, Newlands también dejo los elementos dispuestos en grupos verticales o columnas, convirtiéndose así en el primer trabajo que lo hizo de esta manera.

En realidad, Newlands observo que al colocar los pesos atómicos en forma creciente las propiedades de los elementos se comportaban en igual forma, pero esto no se cumplía para algunos elementos. A los colegas de Newlands no les parecía correcto esto, ni el hecho de que las hileras estuvieran formadas por tan solo siete elementos, por lo que esta ley fue rechazada y ridiculizada por sus colegas; sin embargo, su trabajo fue premiado por la Royal Society de Inglaterra, después de su fallecimiento.

Años más tarde, en 1869, dos científicos propusieron las primeras verdaderas tablas periódicas de que se tiene conocimiento: los químicos Dimitri Ivanovich Mendeleiev, de Rusia, y Julios Lothar Meyer, de Alemania. Ambos tomaron el peso atómico como base para la clasificación de los elementos en sus respectivas tablas, pero Dimitri relaciono este peso con las propiedades químicas y Lothar lo hizo con las físicas; ambos, en 1871, propusieron tablas periódicas reformadas. Hasta aquí se conocían 63 elementos químicos.

La tabla de Lothar Meyer no prospero debido a que era menos completa y complicada, en comparación con la de Mendeleiev.

Al momento de elaborar su segunda tabla, Mendeleiev tuvo presente que al relacionar el peso atómico con las propiedades se producía una periodicidad (repetición) de estas últimas, por lo que reviso y afino varios pesos atómicos, dejando, además, los espacios correctos en la tabla para los elementos por descubrir, lo cual se ha cumplido. Esto origino la "ley periódica de los elementos químicos" y, por esta y otras razones, su tabla se ha considerado como el prototipo de la moderna tabla periódica, aunque se equivocó al organizar a los elementos en base a su peso atómico.

En 1913, el físico ingles Henry Gwynn Jeffreys Moseley descubrió que la carga positiva del núcleo de los átomos (protones), al cual llamo número atómico, constituía una base más correcta para clasificar los elementos en la tabla periódica. De esta manera, la tabla de Mendeleiev fue corregida por este científico, originándose a la vez la moderna ley periódica de los elementos químicos: " las propiedades de los elementos químicos son una función periódica de su número atómico".

Esta tabla de Moseley constituye la actual tabla periódica de los elementos químicos.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

Todos los elementos químicos de la tabla periódica tienen un par de características y varias propiedades periódicas. Entre las características están el nombre y el símbolo.

NOMBRE. Cada elemento químico tiene su propio nombre, el cual le fue asignado de acuerdo a las situaciones siguientes:

Para honrar a una región, país y continente

  • El Californio para honrar a una región de EE.UU.
  • El Francio para honrar a Francia.
  • El Polonio para honrar a Polonia.
  • El Germanio para honrar a Germania o Alemania.
  • El Europio para honrar a un continente.



Para honrar a un personaje

  • Nobelio para honrar a Alfred Nobel.
  • Lawrencio para honrar a Ernest Lawrence.
  • El Mendelevio para honrar a Dimitri Mendeliev.



En honor a un astro

  • Selenio en honor de la Luna.
  • Uranio en honor del planeta Urano.
  • Neptuno en honor del planeta Neptuno.



De acuerdo a alguna característica especial del elemento.

  • Hidrogeno en Latín significa generador de agua.
  • Fósforo en Latín significa Portador de luz.



De acuerdo a su nombre en Latín.

  • Potasio en Latín se escribe Kalium (K).
  • Sodio en Latín se escribe Natriun (Na).
  • Hierro en Latín se escribe Ferrum (Fe).
  • Azufre en Latín se escribe Sulphur (S).
  • Plata en Latín se escribe Argentun (Ag).
  • Cobre en Latín se escribe Cuprum (Cu).
  • Oro en Latín se escribe Aurum (Au).



SÍMBOLO. El símbolo es la representación gráfica y abreviada del nombre de un elemento químico, lo cual ha sido aceptado en todo el mundo. Este símbolo está formado por una letra mayúscula, pudiendo estar acompañada por una segunda letra minúscula, en caso de que la primera letra ya hubiese sido asignada a otro elemento. Existen tablas en las que los símbolos de algunos elementos químicos están formados hasta por 3 letras:


ORGANIZACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LA TABLA PERIÓDICA MODERNA

ORGANIZACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LA TABLA PERIÓDICA MODERNA

Hasta esta fecha se conocen 118 elementos químicos en toda la tierra, los que están organizados de acuerdo a varias de sus propiedades físicas y, especialmente, químicas, siendo la más importante el numero atómico. Sin embargo, estos elementos pueden organizarse de diferentes maneras dentro de la tabla periódica, sin que ellos pierdan su lugar asignado dentro de la misma, todo para alcanzar un mejor estudio de tales elementos. Así, los elementos pueden dividirse dentro de la tabla de varias formas, según sea la propiedad a estudiar o de interés:

  • Periodos y Grupos.
  • Elementos representativos, de transición, de transición interna y gases nobles.
  • Elementos Metales, no-Metales y Metaloides.
  • Familias de elementos.


En todo caso, cada elemento químico tiene un lugar fijo en la tabla periódica en forma de cuadro pequeño, o cuadrito, dentro del cual existen números, palabras y letras, que constituyen la información física y química de tal elemento.

  1. PERIODOS Y GRUPOS


PERIODOS

Son los que están distribuidos de manera horizontal el número de periodo nos indica el número de capas o subniveles que tiene un elemento.



GRUPOS

Son los que están distribuidos de manera vertical y estos representan el número de electrones de valencia que tiene un elemento en su ultima capa.


       2. ELEMENTOS REPRESENTATIVOS, DE TRANSICIÓN, DE TRANSICIÓN INTERNA Y              GASES NOBLES.

ELEMENTOS REPRESENTATIVOS 

Formados por los grupos del IA hasta el VIIA que son 43 elementos, estos se caracterizan por tener incompleta su ultima capa de electrones.

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN

Formados por todos los grupos B que son 40 elementos, que se caracterizan por tener sus dos ultimas capas de electrones instaurada.

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA

Formados por las hileras 6 y 7 que están fuera de la tabla periódica, son 28 elementos, caracterizados por tener sus tres capas más externas insaturadas

GASES NOBLES

Son los elementos del grupo VIIIA, caracterizados por tener todas sus capas de electrones saturadas.

      3. ELEMENTOS METALES, NO-METALES Y METALOIDES

Esta es otra forma de organizar a los elementos químicos, sin necesidad de removerlos, en base a algunas propiedades físicas y químicas de los mismos. El 78% de los elementos son considerados metales, 15% no-metales y 7% metaloides. En forma general, los elementos se clasifican en metales y no-metales.

METALES. Noventa y un elementos son considerados como metales, aun cuando dentro de ellos existen cuatro elementos líquidos; se localizan a la derecha de la tabla(a mano izquierda del lector), y algunas de sus características son las siguientes:

Características Físicas

  • Por lo general son sólidos a temperatura ambiental, excepto Mercurio, Galio, Cesio y Francio que son líquidos.
  • El color es parecido al de la plata, exceptuando el cobre (color rojo) y el oro (color amarillo).
  • Poseen un brillo llamado brillo metálico, cuando se frotan (característica principal).
  • Conducen muy bien las energías eléctrica y calorífica.
  • Son dúctiles (forma hilos metálicos) y maleables (forman laminas).
  • También son elásticos y tenaces (resistentes a la ruptura).


Propiedades Químicas

  • Los elementos metálicos presentan valores bajos en la mayoría de las propiedades periódicas, pues sus átomos al poseer muy pocos electrones en la última capa casi no pueden retenerlos, por lo que finalizan perdiéndolos cuando se unen a átomos no-metales, convirtiéndose en cationes.
  • Por la condición anterior, son muy reactivos, es decir, buscan unirse con los demás elementos no-metales, principalmente con el oxígeno, con el cual forman óxidos, llamados óxidos básicos.
  • Cuando estos óxidos básicos se combinan con el agua forman los hidróxidos.


Los elementos van perdiendo su condición de metales a medida que se avanza de izquierda a derecha en los periodos, pero se aumenta cuando se avanza de arriba hacia abajo en los grupos; por lo tanto, el Bario, el Radio, el Cerio y el Torio son los elementos más metálicos en la tabla
periódica. Los elementos de las hileras 6 y 7 que están fuera de la tabla también se concideran metales.

NO METALES. Diecinueve elementos son considerados no-metales, habiendo entre ellos 5 sólidos, uno liquido(Bromo) y 13 gases; en la tabla están localizados a mano derecha del lector, estando separados de los metales por una línea diagonal, en forma de grada, la que comienza en el Boro y finaliza en el Oberón.

Las características de estos elementos son contrarias a la de los metales, entre las cuales están:

Características Físicas

  • No poseen brillo, con excepción del Selenio y Yodo.
  • Son pésimos conductores del calor y la electricidad, con excepción del Carbono.
  • Los elementos no-metales sólidos son quebradizos, por lo cual no son dúctiles ni maleables.


Características Químicas

En este punto, los no-metales se dividen en: gases nobles y resto de elementos no metales; se creía en el siglo pasado que los gases nobles no reaccionaban, es decir, no formaban enlaces químicos, criterio que ha sido desvanecido hoy en día, pues el Xenón si forma parte de verdaderas reacciones químicas. Igual se piensa que sea para el resto de gases nobles.

UBICACION DE LOS METALES, NO-METALES Y METALOIDES EN LA TABLA PERIODICA

El resto de elementos no-metales presentan las características químicas siguientes:

  • Los átomos presentan de 3 a 7 electrones en el nivel de energía llamado nivel de valencia.
  • Por lo anterior, estos átomos tienden a ganar electrones, formando así aniones.
  • Cuando se unen al Oxigeno forman óxidos ácidos, que por lo general son gases.
  • Cuando a estos óxidos ácidos se les agrega agua entonces forman los oxácidos.



METALOIDES. Estos elementos tienen algunas características de los metales y otras de los no-metales, es decir, tienen características de los dos grupos. También se les conoce como semi metales; se localizan a ambos lados de la línea diagonal y son un total de ocho.

Características Generales

  • La mayoría tienen brillo metálico.
  • Son sólidos a temperatura ambiente.
  • Son semiconductores de la electricidad y el calor.
  • Son quebradizos, por lo que no son dúctiles ni maleables.
  • Pueden formar hidróxidos y ácidos.
  • Reaccionan muy bien con el oxígeno y los elementos del grupo VII A (halógenos)
   4. FAMILIAS DE ELEMENTOS


Nos entrega la siguiente información acerca de los elementos que están en las familias desde la IA - VIIIA :

  • El número de familia nos entrega el número de electrones que tiene un elemento en su ultima capa.
  • En cada familia se identifican de uno hasta tres elementos importantes en base a sus propiedades fisico-quimicas.
  • Indican la presencia relativas del elemento en la naturaleza (fuente geologica o mineral)