View
218
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
SISTEMA PERIÓDICO
He
Li Be B C N O F Ne
LaAc
1
Gases nobles
H
Alcalinos
Alcalino-térreos Boroideos o Térreos
Carbonoideos
Nitrogenoideos
Halógenos
Anfígenos o Calcógenos
Elementos de transición
Los actínidos (14 elementos) se considera que están incluidos en la casilla del Actinio.
Los lantánidos (14 elementos) se considera que están incluidos en la casilla del Lantano.
Actínidos
Lantánidos
El hidrógeno, el elemento más ligero, tiene propiedades singulares, por eso a menudo no se le coloca en ninguno de los grupos.
En la tabla periódica los elementos se clasifican en filas, periodos, y columnas, grupos o familias.
Todos los elementos de un grupo tienen propiedades químicas semejantes.
Mendeleiev ordenó los elementos de menor a mayor masa atómica, aunque en dos ocasiones (Ar y K, Te y I) tuvo que in-vertir el orden para que los elementos se situaran en el grupo que les correspondería por sus propiedades químicas.
El número del periodo nos da el número total de capas u órbitas de los átomos.
Configuración de la últi-ma capa (n es el número de la última capa, coinci-de con el número del pe-riodo):
Alcalinos: ns1
Alcalino-térreos: ns2
Boroideos: ns2p1
Carbonoideos: ns2p2
Nitrogenoideos: ns2p3
Anfígenos : ns2p4
Halógenos: ns2p5
Gases nobles: ns2p6 (excepto He)
La tabla periódica o siste-ma periódico de los ele-mentos fue presentada por Mendeleiev en 1869 como una manera de clasificar los elementos conocidos. Per-mitía establecer relaciones entre sus propiedades facili-tando su estudio.
HeLi Be B C N O F Ne
La
Ac
2
Los gases nobles tienen una estructura electrónica especialmente estable que se corresponde con ocho electrones en su última capa: ns2p6 (excepto el He que tiene dos).
Todos los elementos tiende a adquirir la estructura de gas noble. Para eso tratan de captar o perder electrones.
Los elementos, como los halógenos o anfígenos, a los que les faltan solamente uno o dos electrones para adquirir la configuración de gas noble, tienen mucha tendencia a captar electrones transformándose en iones con carga negativa. Se dice que son muy electronegativos. En general los no metales son elementos electronegativos y tienden a captar electrones para dar iones negativos.
Los elementos, como los alcalinos o alcalinotérreos, que están muy alejados de la configuración del gas noble siguiente, les resulta mucho más sencillo perder uno o dos electrones y adquirir la configuración electrónica del gas noble anterior. Por tanto, mostrarán mucha tendencia a formar en iones con carga positiva. Se dice que son muy poco electronegativos. En general los metales son poco electronegativos y tienden a perder electrones para dar iones positivos.
Los metales tienen energías de ionización bajas (cuesta muy poco arrancarles un electrón), la razón es bastante sencilla: si tienden a ceder electrones bastará con comunicarles muy poca energía para que los cedan.
Los no metales, sin embargo, muestran energías de ionización elevadas: si lo que quieren es captar electrones mostrarán muy poca tendencia a ceder-los. Por tanto, habrá que comunicarles mucha energía para arrancárselos.
H
Una línea quebrada separa, aproximadamente, los metales (que se sitúan a la izquierda de la línea) y los no metales (a la derecha).
A izquierda y derecha de la línea que divide metales y no metales se sitúan una serie de elementos (trama oscura) que tienen propiedades de ambos, son los llamados semimetales o metaloides.
Los gases (trama vertical) se concentran a la derecha del S.P
Buena parte de los metales “típicos”: hierro, cobre, zinc, plata, oro… se encuentran entre los elementos de transición.
Todos los elementos de un mismo grupo tienen la misma estructura electrónica en su última capa o capa de valencia, de ahí que tengan unas propiedades químicas si-milares.
Las propiedades quími-cas de los elementos están íntimamente liga-das a la estructura elec-trónica de su última ca-pa.
1,008 1 4,002 2
H He
Hidrógeno Helio
6,941 3 9,012 4 10,811 5 12,010 6 14,007 7 15,999 8 18,998 9 20,180 10
Li Be B C N O F Ne
Litio Berilio Boro Carbono Nitrógeno Oxígeno Flúor Neón
22,989 11 24,305 12 26,981 13 28,086 14 30,974 15 32,065 16 35,453 17 39,948 18
Na Mg Al Si P S Cl Ar
Sodio Magnesio Aluminio Silicio Fósforo Azufre Cloro Argón
30,098 19 40,078 20 44,955 21 47,867 22 50,942 23 51,996 24 54,938 25 55,845 26 58,933 27 58,693 28 63,546 29 65,409 30 69,723 31 72,64 32 74,921 33 78,96 34 79,904 35 83,798 36
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Hierro Cobalto Niquel Cobre Zinc Galio Germanio Arsénico Selenio Bromo Kriptón
85,468 37 87,62 38 88,905 39 91,224 40 92,906 41 95,94 42 (98) 43 101,07 44 102,91 45 106,42 46 107,87 47 112,41 48 114,82 49 118,71 50 121,76 51 127,60 52 126,90 53 131,29 54
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Rubidio Estroncio Itrio Zirconio Niobio Molibdeno Tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estaño Antimonio Teluro Yodo Xenón
132,91 55 137,33 56 138,91 57 178,49 72 180,95 73 183,84 74 186,21 75 190,23 76 192,22 77 195,08 78 196,97 79 200,59 80 204,38 81 207,2 82 208,98 83 (209) 84 (210) 85 (222) 86
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Cesio Bario Lantano Hafmio Tántalo Wolframio Renio Osmio Iridio Platino Oro Mercurio Talio Plomo Bismuto Polonio Astato Radón
(223) 87 (226) 88 (227) 89 (261) 104 (262) 105 (266) 106 (264) 107 (227) 108 (268) 109 (271) 110 (272) 111
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg
Francio Radio Actinio Rutherfodio Dubnio Seaborgio Bohrio Hassio Meitnerio DarmstadtioRoentge-
nio
140,12 58 140,91 59 144,24 60 (145) 61 150,36 62 151,96 63 157,25 64 158,93 65 162,50 66 164,93 57 167,26 68 168,93 69 173,04 70 174,97 71
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Cerio Praseodimio Neodimio Prometio Samario Europio Gadolinio Terbio Disprosio Holmio Erbio Tulio Yterbio Lutecio
232,04 90 231,04 91 238,03 92 (237) 93 (244) 94 (243) 95 (247) 96 (247) 97 (251) 98 (252) 99 (257) 100 (258) 101 (259) 102 (262) 103
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio Nobelio Laurencio
FisQuiWeb
3
Nombres y símbolos de los elementosque hay que conocer (3º ESO)
Alcalinos Alacalino-térreos Metales de transición Boroideos Carbonoideos NitrogenoideosAnfígenos oCalcógenos
Halógenos Gases nobles
Li Litio Be Berilio Cr Cromo B Boro C Carbono N Nitrógeno O Oxígeno F Flúor He Helio
Na Sodio Mg Magnesio W Wolframio Al Aluminio Si Silicio P Fósforo S Azufre Cl Cloro Ne Neón
K Potasio Ca Calcio Mn Manganeso Ga Galio Ge Germanio As Arsénico Se Selenio Br Bromo Ar Argón
Rb Rubidio Sr Estroncio Fe Hierro Sn Estaño Sb Antimonio Te Teluro I Iodo Kr Kriptón
Ba Bario Co Cobalto Pb Plomo Xe Xenón
Ra Radio Ni Níquel Rn Radón
Pt Platino
Cu Cobre
Ag Plata
Au Oro
ZnZinc Cinc
Hg Mercurio
H: Hidrógeno
4
Elementos y aplicaciones(Ampliación)
Grupo Símbolo Nombre Notas
Alc
alin
os
Li Litio Baterías para coches, móviles u ordenadores.
Na Sodio Nombre latino: Natrium. Aleaciones. Lámparas.
K Potasio Nombre latino: Kalium. Células fotoeléctricas.
Rb Rubidio Fabricación del vidrio y cerámica.
Cs Cesio 137 Cs, usado en radiopterapia.
Fr Francio Radiactivo. Vida corta (21 min).
Alc
alin
o-té
rreo
s
Be Berilio Moderador en reactores nucleares.
Mg Magnesio Metalurgia, catalizadores.
Ca Calcio Metalurgia.
Sr Estroncio Pirotecnia (color rojo).
Ba Bario Pinturas, colorantes (color blanco).
Ra Radio Radiactivo. Radioterapia, pinturas fluorescentes.
Bor
oid
eos
o té
-rr
eos
B Boro Metalurgia. Elevada resistencia a altas temperaturas.
Al Aluminio Múltiples aplicaciones como metal.
Ga Galio Semiconductor. Uso en electrónica.
In Indio Semiconductor. Uso en electrónica
Tl Talio Uso en electrónica.
Car
bon
oid
eos
C Carbono Múltiples usos. Nanotubos.
Si Silicio Chips, células fotovoltaicas.
Ge Germanio Semiconductor. Uso en electrónica.
Sn Estaño Nombre latino: Estannum. Múltiples aplicaciones como metal.
Pb Plomo Nombre latino: Plumbum. Múltiples aplicaciones como metal.
Nitr
ogen
oid
eos N Nitrógeno Gas inerte. Obtención bajas temperaturas (-200 0C).
P Fósforo Nombre latino: Phosphorum. Fertilizantes. Fósforos.
As Arsénico Fabricación de láseres. Medicina. Pirotecnia.
Sb Antimonio Nombre latino: Stibium. Semiconductor. Electrónica.
Bi Bismuto Aleaciones. Productos farmaceúticos.
Grupo Símbolo Nombre Notas
H: Hidrógeno
5
Anf
ígen
os
o ca
lcó
-ge
nos
O Oxígeno Imprescindible para la vida.
S Azufre Nombre latino: Sulfur. Múltiples usos industriales.
Se Selenio Fotocopiadoras, pigmentos.
Te Teluro Metalurgia.
Po Polonio Producción de neutrones.
Hal
ógen
os
F Flúor Compuestos refrigerantes. Reforzador esmalte dental .
Cl Cloro Amplias aplicaciones industriales.
Br Bromo Desinfectante. Aplicaciones industriales.
I Iodo Desinfectante.
At Astato Muy escaso. Inestable (8 h)
Gas
es
nobl
es
He Helio Gas inerte. Obtención temperaturas ultrabajas (- 260 0C)
Ne Neón Tubos anuncios (color rosa)
Ar Argón Tubos anuncios (color azul y verde)
Kr Kriptón Llenado lámparas fluorescentes (mezcla con gases nobles)
Xe Xenón Llenado de lámparas de destello para fotografía
Rn Radón Radiactivo. Muy inerte.
Ele
men
tos
de
tran
sici
ón
Ag Plata Nombre latino: Argentum. Joyería. Múltiples aplicaciones..
Zn Zinc Múltiples aplicaciones como metal.
Cu Cobre Nombre latino: Cuprum. Conductores eléctricos.
Au Oro Nombre latino: Aurum. Joyería. Múltiples aplicaciones.
Fe Hierro Nombre latino: Ferrum. Múltiples aplicaciones como metal.
Co Cobalto Aleaciones. Duro y resistente a la corrosión.
Ni Niquel Múltiples aplicaciones como metal.
Pt Platino Joyería. Catalizadores.
Hg Mercurio Nombre latino: Hidrargyrium. Lámparas, explosivos.
Cr Cromo Múltiples aplicaciones como metal.
W Wolframio Aleaciones. Múltiples aplicaciones como metal.
La Lantano Aleaciones. Vidrios especiales.
Ac Actinio Radiactivo. Investigación. Fuente de neutrones.
1.Elementos
6
¿Qué es un elemento?Según sabemos ya, un elemento es una sustancia pura que ya no se puede separar más en otras más simples por métodos (reacciones) químicos.Cada elemento químico está constituido por átomos con las mismaspropiedades químicas como la reactividad, el potencial deionización...Los elementos químicos se identifican mediante nombres dados en la antiguedad, derivados de alguna propiedad de los mismos, del nombre de su descubridor, del lugar de descubrimiento...En la naturaleza existen 92 elementos que se pueden presentar (a 1 atm de presión y 25 ºC) como sólido: hierro, plomo; líquido: bromo, mercurio o gas: cloro, oxígeno...En los laboratorios se ha conseguido sintetizar algunos elementos como el tecnecio.
Metales y no metalesDiferentes elementos químicos tienen distintas propiedades que los caracterizan, pero hay algunas que los hacen semejantes. Estasúltimas propiedades permiten que los podamos clasificar en metales y no me-tales.Los metales:Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio).Reflejan la luz de una forma característica (brillo metálico).Son dúctiles, ya que se pueden estirar en hilos.Son maleables, ya que con ellos se puede hacer planchas oláminas fácilmente.Los no metales:No tienen brillo metálico.Pueden ser sólidos, líquidos o gases a temperatura ambiente.No conducen la electricidad.En general son frágiles.
Antecedentes HistóricosLey de las tríadasEn 1817 Johann Döbereiner observó que el peso atómico del estroncio era aproximadamente la media entre los pesos del calcio y del bario, elementos que poseen propiedades químicas simi-lares.En 1829, propuso que en la naturaleza existían tríadas de elementos de forma que el central tenía propiedades que eran una media de los otros dos miembros de la tríada.Ley de las OctavasEn 1864, John Newlands publicó su versión de la tabla periódica clasificando los 56 elementos y estable-ciendo 11 grupos basados en propiedades físicas similares. Vio que entre los elementos con propiedades similares existían diferencias en la masa atómica relacionadas con múltiplos de ocho. En definitiva su ley establecíaque un elemento dado presentaría unas propiedades análogas al octavo elemento siguiendo la tabla.
La tabla de MendeleievEsta tabla consiste, en síntesis, en disponer los elementos químicos en un cuadro en orden cre-ciente de sus masas atómicas notándose una analogía en sus propiedades cada cierto número de elementos (por eso se denomina tabla periódica).Mendeleiev demostró que los elementos con propiedades químicas semejantes aparecían pe-riódicamente, dando lugar a ocho grupos. En algunos lugares faltaba un elemento, peroMendeleiev no dudó en predecir su existencia y su comportamiento químico, lo que posterior-mente se confirmó.
La tabla periódica actualAunque está basada en la propuesta por D. Mendeleiev en 1869, el criterio de ordenación (de-bido entre otros a los estudios de Henry Moseley) es otro. En ella, los elementos se encuentran ordenados, de izquierda a derecha, por valores crecientes de sus números atómicos (Z). Ade-más de esto, los elementos aparecen distribuidos en filas y columnas.Existen 7 filas horizontales que se denominan períodos y18 columnas verticales que se deno-minan grupos.Los elementos también se clasifican en: metales, no metales y semimetales de acuerdo con sus pro-piedades para ganar o perder electrones.
Enlace químicoLos átomos tienden a unirse unos a otros para formar entidades más complejas. De esta manera se construyen todas las sustancias.
► ¿Por qué los átomos tienden a unirse y no permanecen aislados como tales átomos?► ¿Por qué un átomo de cloro se une a uno de hidrógeno y, sin embargo, un átomo de oxígeno se
combina con dos de hidrógeno, o uno de nitrógeno con tres de hidrógeno? ► ¿Cuál es el “mecanismo” que mantiene unidos los átomos?
La teoría del enlace químico trata de dar respuesta a estas cuestiones
7
ENLACE IÓNICO
Si enfrentamos un átomo al que le falten pocos electrones en su capa de valencia para adquirir la configura-ción de gas noble (muy electronegativo, tendencia a coger electrones), tal como el cloro, con otro cuya elec-tronegatividad sea baja (tendencia a ceder electrones), tal como el sodio, éste cederá un electrón al cloro. Como consecuencia, el cloro se convertirá en un ión negativo (anión) mientras que el sodio se convierte en
un ión positivo (catión) y ambos se unirán debido a la atracción entre cargas de distinto signo.El proceso fundamental consiste en la transferencia de electrones entre los átomos (uno da un elec-trón y el otro lo coge), formándose iones de distinto signo que se atraen:
Realmente este proceso se realiza simultáneamente en millones de átomos, con el resultado de que se formarán millones de iones positivos y negativos que se atraen mutuamente formando una estructura integrada por un número muy elevado de io-nes dispuestos en forma muy ordenada. Es lo que se llama red iónica o cristal.
Este enlace tendrá lugar entre átomos de electronegatividad muy distinta: en-tre metales y no metales.
En los compuestos iónicos no se puede hablar de moléculas individuales, sino de grandes agregados.
Por tanto, en los compuestos iónicos la fórmula representa la proporción en la que los iones se encuentran en el compuesto.
Ejemplos: NaCl. La relación de iones de Na+ e iones Cl – es 1:1 (hay el mismo número de ambos)
CaCl2. Hay doble número de iones Cl – que de iones Ca2+
Los compuestos iónicos tienen las siguientes propiedades:
► Son sólidos cristalinos: estructura muy ordenada► Poseen puntos de fusión y ebullición elevados, síntoma de que el enlace es fuerte.► Suelen ser solubles en agua.► Fundidos o en disolución acuosa son buenos conductores de la corriente eléctrica, debido a la existen-
cia de cargas libres (iones).
La causa determinante de que los átomos se combinen es su tendencia a adquirir la configura-ción de gas noble (ns2 p6) en su capa más externa o “capa de valencia”. Ésta es una configuración especialmente estable a la que tienden todos los elementos.
-
Na Cl
Electrón cedido por el átomo de Na al de Cl
Al perder un electrón el Na se transforma en Na+
Al perder un electrón el Cl se transforma en Cl -
-+
Los iones se unen debido a la atracción entre cargas de distinto signo
Átomo de Cl Átomo de H Molécula de HCl
H Hx•
xOxx
xxx O••
•••• x
xx
xxO •H H• x
ENLACE COVALENTE
Si los átomos que se enfrentan son ambos electronegativos (no metales), ninguno de los dos cederá electrones. Una manera de adquirir la configuración de gas noble en su última capa es permanecer juntos con el fin de compartir electrones.
El proceso fundamental en este tipo de enlace es la compartición de electrones. Los átomos permanecen juntos con el fin de poder compartir los electrones.
Es un enlace característico entre átomos de electronegatividad alta (no metales).
Cuando los átomos se unen mediante este tipo de enlace se forman unas nuevas entidades formadas por los átomos unidos. Son las moléculas. Las moléculas son las unidades básicas de los compuestos covalentes.
Para referirse a los compuestos se utilizan las “formulas químicas”.
Para escribir la fórmula química correspondiente a un compuesto se citan los átomos que lo forman utilizando su símbolo afectado de un subíndice que indica el número de átomos que forman la molécula.
Por ejemplo, para el caso anterior la fórmula sería HCl.
Para representar las moléculas resultantes de la unión mediante enlace covalente se utilizan mucho los diagramas de Lewis. En ellos se representan por puntos o cruces los electrones de la capa de valencia del átomo y los electrones compartidos se sitúan entre los dos átomos. De esta manera es fácil visualizar cómo ambos átomos quedan con ocho electrones (estructura de gas noble) y los electrones compartidos:
Para simplificar la escritura los electrones de enlace se representan por una raya entre ambos átomos:
H – H O = O H – O - H
Los compuestos con enlace covalente tienen las propiedades siguientes:
Son gases o líquidos (entre las moléculas formadas casi no hay fuerzas que las mantengan unidas)Tienen puntos de fusión y ebullición bajos.Suelen ser poco solubles en agua.Disueltos en agua conducen mal la corriente eléctrica. (no existen cargas libres)
Par de electrones compartido
8
ENLACE METÁLICO
El enlace metálico es el que mantiene unidos los átomos de los metales. Mediante la estructura del enlace metálico de puede dar explicación a las propiedades más características de los metales tales como su facilidad para conducir la electricidad y el calor (conductividad), la capacidad para extenderse en hilos muy finos (ductilidad) , la capacidad para obtener láminas finas (maleabilidad), densidades elevadas, puntos de fusión altos...
El modelo más sencillo de enlace metálico se basa en una de las propiedades características de los metales: su baja electronegatividad (ceden electrones con facilidad). Así pues el enlace metálico podemos describirlo como una disposición muy ordenada y compacta de iones positivos del metal (red metálica) entre los cuales se distribuyen los electrones perdidos por cada átomo a modo de “nube electrónica” . Es importante observar que los electrones pueden circular libremente entre los cationes, no están ligados (sujetos) a lo núcleos y son compartidos por todos ellos. Esta nube electrónica hace de “colchón” entre las cargas positivas impidiendo que se repelan y manteniendo unidos los átomos del metal.
En los metales tampoco se forman moléculas individuales. La situación es muy parecida a la encontrada en el caso de los compuestos iónicos. La fórmula de un metal representa al átomo metálico correspondiente.
Ejemplos: Fe : hierro; Au: Oro; Cu: cobre...
Propiedades de los metales:
Son sólidos a temperatura ambiente (a excepción del mercurio) de densidad elevada. Observa que la red metálica postula una estructura muy ordenada (típica de los sólidos) y compacta (con los iones muy bien empaquetados, muy juntos, densidad alta)Temperaturas de fusión y ebullición altas: síntoma de que el enlace entre los átomos es fuerte.Buenos conductores del calor y la electricidad: debido a la existencia de electrones libres que pueden moverse.Ductilidad y maleabilidad: debido a la posibilidad de que las capas de iones se puedan deslizar unas sobre otras sin que se rompa la red metálica
+ + + + + + ++ + + + + + +
+ + + + + + ++ + + + + + +
9
Recommended