contenido tematico 1 3-propiedades periodicas de los elementosx

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

http://prepa12.sems.udg.mx/

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


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




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 …


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)



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


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


Mg[Ne]3s2

Magnesio


AlAluminio

[Ne]3s2p1


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


Calcio

Ca[Ar]4s2



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.



IA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

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


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



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


VIIIA


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


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


VIIIA


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


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


VIIIA


lantánidosactínidos


1

2

3

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


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



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



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.



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



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.


IIA

1

2

3

4

5

6

7

s

IA

Alca

linos

Alca

linot

érre

os



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.


dIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB

Elementos de transición

4

5

7

6


Los grupos 13 a 18 completan los orbitales p de la capa de valencia.


p

2

3

1

4

5

6

7




Finalmente, en los elementos de transición interna, los elementos completan los orbitales f de su antepenúltima capa.

f6

7

IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

sd p

f

IA

IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB


Alc

alin

os

Alc

alin

oté

rreo

s

Tér

reo

s

IIIA

Car

bo

no

ideo

s

IVA

Nit

rog

eno

ideo

s

VA

An

fig

eno

s

VIA

Hal

og

eno

s

VIIA

Gas

es

no

ble

s

VIIIA

Tierras raras

Tabla Periódica por Bloques de Orbitales





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

IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

IA



Alc

alin

os

Alc

alin

oté

rreo

s

Tér

reo

s

IIIA

Car

bo

no

ideo

s

IVA

Nit

rog

eno

ideo

s

VA

An

fig

eno

s

VIA

Hal

og

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s

VIIA

Ga

ses

no

ble

s

VIIIA

Tierras raras

Radio AtómicoA

um

enta



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.


IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

IA



Alc

alin

os

Alc

alin

oté

rreo

s

Tér

reo

s

IIIA

Car

bo

no

ideo

s

IVA

Nit

rog

eno

ideo

s

VA

An

fig

eno

s

VIA

Hal

og

eno

s

VIIA

Gas

es n

ob

les

VIIIA

Tierras raras

La Energía de Ionización

Aumenta

Dis

min

uye


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.



IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

IA



Alc

alin

os

Alc

alin

oté

rreo

s

Tér

reo

s

IIIA

Car

bo

no

ideo

s

IVA

Nit

rog

eno

ideo

s

VA

An

fig

eno

s

VIA

Hal

og

eno

s

VIIA

Gas

es n

ob

les

VIIIA

Tierras raras

La Afinidad Electrónica

Aumenta

Dis

min

uye

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.



IIA

1

2

3

4

5

6

7

6

7

IA



Alc

alin

os

Alc

alin

oté

rreo

s

Tér

reo

s

IIIA

Car

bo

no

ideo

s

IVA

Nit

rog

eno

ideo

s

VA

An

fig

eno

s

VIA

Hal

og

eno

s

VIIA

Gas

es n

ob

les

VIIIA

Tierras raras

Electronegatividad

Aumenta

Dis

min

uye

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.



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Gracias por su atención

MTRO. FERNANDO TEMORES RAMÍREZ

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