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5/26/2018 Propiedades F sicas y Qu micas de Los Elementos de La Tabla Peri dica
http:///reader/full/propiedades-fisicas-y-quimicas-de-los-elementos-de-la-tabla-per
Algunas propiedades fsicas y qumicas de los
elementos de la tabla peridica
Los elementos presentan propiedades segn sea la
posicin que ocupen en la tabla peridica.
1 Metales
1.1 Localizacin en la tabla peridica
Los metales se encuentran localizados en la parte
izquierda y en el centro de la tabla peridica. Estn
presentes en todos los grupos excepto en el VIIA y
VIIIA. De los 118 elementos clasificados en la tabla
peridica, un poco ms de las tres cuartas partes son
metales. En la actualidad, nuestra sociedad depende
en gran parte de los metales. Se cuenta con un gran
nmero de aleaciones que tienen infinidad de usos.
Tambin son indispensables para la vida del ser
humano, por ejemplo, el hierro est en la
hemoglobina y el calcio en los huesos.
1.2 Propiedades fsicas
Los metales presentan algunas propiedades fsicas
comunes. Veamos.
Estado de agregacin. Los metales son slidos a
temperatura ambiente con excepcin del mercurio
que es lquido; el cesio, el galio y el francio tienen
puntos de fusin muy bajos: 28,7 C, 29,8 C y 30 C,
respectivamente.
Conductividad. Son buenos conductores de la
energa calrica y elctrica. Por ejemplo, los
recipientes usados para cocinar son por lo generalmetlicos.
Apariencia. Presentan un brillo caracterstico
llamado brillo metlico; ste slo se aprecia cuando su
superfi cie ha sido recientemente cortada o pulida,
porque tienden a reaccionar de inmediato con el
oxgeno del aire formando un xido metlico opaco.
Ductilidad. Se pueden convertir en hilos. Por
ejemplo, el oro y la plata se usan en la elaboracin de
piezas de joyera.
Maleabilidad. Se pueden extender fcilmente en
lminas. Por ejemplo, las lminas de aluminio se
emplean en construccin. Elasticidad y tenacidad. En general los metales son
elsticos y presentan resistencia a la ruptura; por eso
los metales se emplean en la elaboracin de
materiales que deben soportar gran tensin, como las
varillas para la construccin.
Color. El color en la mayora de metales es parecido
al de la plata, es decir, son argentferos plateados) a
excepcin del cobre que es rojo y el oro que es
amarillo.
1.3 Propiedades qumicas
Propiedades peridicas. Los metales retienen
dbilmente los electrones de la capa ms externa
(capa de valencia), por ello los pierden en una reaccin
qumica.
Reactividad. La mayora de los metales reaccionan
con los no metales, principalmente con el oxgeno
para formar xido y con los halgenos formando
halogenuros. El grado de reactividad vara tanto para
los elementos de un grupo como para los de diferente
grupo. Por ejemplo, el litio y el sodio pertenecen al
grupo IA, pero el sodio es mucho ms reactivo; el
calcio que pertenece al grupo IIA reacciona con msfacilidad que el aluminio que pertenece al grupo IIIA.
2 No metales
Los no metales as como los metales cumplen
funciones dentro del equilibrio que debe presentarse
para la existencia de la vida en nuestro planeta. As,
por ejemplo, el oxgeno es indispensable para la
respiracin y el carbono constituye una parte
fundamental dentro de la estructura de los seres
vivos.
2.1 Localizacin en la tabla peridicaLos no metales se encuentran situados en la parte
derecha de la tabla peridica; difieren de los metales,
tanto por sus propiedades fsicas como por sus
propiedades qumicas. En la naturaleza se pueden
encontrar unidos a los metales o a otros no metales
para formar una amplia gama de compuestos.
Tambin se pueden encontrar libres en estado natural
como el azufre.
2.2 Propiedades fsicas
Los no metales tienen propiedades fsicas y qumicas
variadas. A continuacin, se presentan algunas deestas.
Estado fsico: a temperatura ambiente pueden ser
slidos como el carbono, lquidos como el bromo y
gaseosos como el oxgeno.
Apariencia: presentan variedad de colores. Por
ejemplo: el bromo es rojo, el azufre es amarillo y otros
son incoloros como el nitrgeno. No presentan brillo
metlico.
Densidad: por lo general es menor que la de los
metales.
Conductividad trmica y elctrica: son malos
conductores del calor y de la electricidad, por ello seemplean como aislantes de la electricidad y del calor.
Ductilidad y maleabilidad: no son dctiles ni
maleables; no se pueden convertir en lminas ni hilos,
son duros pero cuando se les golpea se fragmentan
con facilidad, es decir, son muy quebradizos.
Alotropa: son formas diferentes del mismo
elemento en el mismo estado fsico. Por ejemplo, el
oxgeno gaseoso se puede presentar como molcula
diatmica, O2, y molcula triatmica, O3, conocida
como ozono. En los dos casos se trata de altropos del
oxgeno. Los slidos no metlicos tambin pueden
presentar el fenmeno de la alotropa.
Los tomos de los altropos slidos se encuentran
dispuestos en diferentes formas geomtricas. Por
ejemplo, el carbono comnmente presenta dos
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formas alotrpicas: el diamante (tetradrica) y el
grafito (hexagonal).
2.3 Propiedades qumicas
Los no metales presentan propiedades qumicas
comunes.
Propiedades peridicas: retienen con fuerza los
electrones de la capa externa (electrones de valencia)y tienden a atraer los electrones de otros elementos
durante una reaccin qumica.
Electrones en la capa externa o de valencia: tienen
en su capa de valencia cuatro electrones o ms, por
ejemplo, los elementos del grupo IVA tienen cuatro
electrones y los del VIA, seis electrones.
Reactividad: la facilidad con que los no metales
reaccionan con otros elementos es variable; algunos
son muy reactivos, por ejemplo el flor y el oxgeno,
pero otros prcticamente no se combinan con ningn
otro elemento, estos son los gases nobles (grupo
VIIIA). Los no metales pueden reaccionar con losmetales o con otros no metales. El hidrgeno se
localiza en el grupo IA, sin embargo, es un no metal;
qumicamente se comporta como los halgenos
(grupo VIIA), se encuentra libre en la naturaleza, arde
con mucha facilidad y reacciona con muchos metales y
no metales. Muchos elementos no metlicos tales
como el H2 y el O2 o elementos del grupo de los gases
nobles, son gases a temperatura ambiente. Los que
son slidos se consideran aislantes; se combinan con
el oxgeno para producir xidos cidos.
3 Elementos de transicinSon los elementos del grupo B, sus electrones de
valencia se encuentran distribuidos en rbitas
diferentes a las del grupo A. Tienen llenos o semillenos
los orbitales d, estn formados por ocho subgrupos y
se hallan ubicados en el centro de la tabla peridica
entre los grupos IIA y IIIA. En la tabla se designan con
nmero romano y la letra B. El nmero romano es el
resultado de sumar los electrones de los ltimos
subniveles d y
s del penltimo y del ltimo nivel respectivamente, si
la suma es 3, 4, 5, 6 y 7 el grupo es IIIB, IVB, VB, VIB y
VIIB, pero si el resultado de la suma es 8, 9 o 10, elgrupo es el VIIIB, primera columna, segunda columna y
tercera columna, respectivamente, y si la suma es 11 o
12, el grupo es IB o IIB, respectivamente.
3.3.4 Elementos de transicin interna o tierras raras
Se hallan en la parte inferior de la tabla peridica. Se
dividen en dos series:
Los lantnidos. El descubrimiento de los elementos
de las tierras raras es uno de los temas ms
importantes de la qumica. En 1794, Gadolin descubri
un nuevo mineral cerca de Estocolmo; encontr en l
un xido desconocido, una tierra que denomin itria y
que despus se hall en gran nmero de minerales. El
mineral recibi el nombre de gadolinita. En 1803,
Klaproth localiz otro xido que se conoce como ceria,
que es el xido de un nuevo elemento llamado cerio.
Este nombre proviene de Ceres, el primer asteroide
descubierto dos aos antes. En 1839, Mosander
constat que una parte del cerio (lantana) se
solubilizaba en cido ntrico diluido y otra era
insoluble.
Los actnidos. Los elementos de la familia de los
actnidos son: torio, protoactinio, uranio y los diezelementos transurnicos (despus del uranio) que son:
neptunio, plutonio, americio, curio, berkelio,
californio, einstenio, fermio, mendelevio y nobelio,
todos ellos con propiedades radiactivas. Es muy
curioso el origen del nombre de los elementos
transurnicos. En general, derivan de los nombres de
cientficos famosos, de planetas o de lugares donde se
descubrieron, por ejemplo:
Neptunio, se deriva del nombre del planeta
Neptuno; fue descubierto por Mc Millan y el einstenio
y el fermio, se obtuvieron en 1953, fueron nombrados
as en honor de Albert Einstein y de Enrico Fermi.
4 Algunas propiedades peridicas
Algunas propiedades de los elementos varan de
manera regular por la posicin que ocupan en la tabla
peridica, a estas propiedades se les llama
propiedades peridicas.
4.1 Radio atmico y radio inico
El radio atmico:Como se puede deducir, los tomos
son partculas tan diminutas que es imposible medirlos
directamente. No obstante, los qumicos han
desarrollado tcnicas que permiten estimar ladistancia que hay entre los ncleos de dos tomos o
dos iones contiguos. Si suponemos que el tomo tiene
forma esfrica, el radio atmico corresponde a la
mitad de la distancia que existe entre los ncleos de
dos tomos contiguos, tanto si se trata de un slido
metlico como de una molcula covalente.
En un mismo grupo o familia el radio atmico aumenta
directamente con su nmero atmico y su nmero de
niveles, por ejemplo: el potasio (Z=19) tiene un radio
atmico mayor que el litio (Z=3) pero menor que el
cesio (Z=55), podemos concluir que en un grupo el
radio atmico aumenta de arriba hacia abajo. Por otraparte, se observa tambin que el radio atmico
decrece al desplazarnos hacia la derecha dentro de un
perodo. Esto es debido a que al no aumentar el
nmero de niveles, los electrones que se incorporan a
la estructura ocupan orbitales energticamente muy
prximos a los anteriores, y se ven atrados con mayor
fuerza por el ncleo, al ser mayor la carga nuclear.
Debido a esta mayor fuerza de atraccin se produce
una disminucin del tamao del tomo.
El radio inico: Se define a partir de la estructura de
los compuestos inicos, de tal suerte que la suma de
los radios inicos es igual a la distancia que existe
entre los ncleos. El radio del catin es menor que el
radio atmico, siendo tanto menor la diferencia
cuanto menor sea la carga positiva del ion. Por el
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contrario, el radio de los aniones es mayor que el radio
atmico.
4.2 Energa de ionizacin (Ei)
Es la mnima energa necesaria para liberar el electrn
ms externo de un tomo gaseoso en su estado
neutro:
M(g) es el tomo gaseoso, M- el ion formado y e- el
electrn liberado. La energa de ionizacin se mide en
electrn voltio el cual se define como la cantidad de
energa impartida a un electrn cuando es acelerado
por medio de un potencial elctrico de un voltio. Un
electrn voltio es aproximadamente 100 kJ/mol.
Numricamente 1 eV 96,5 kJ/mol. En un perodo, la
energa de ionizacin aumenta de izquierda a derecha
al aumentar el nmero atmico, alcanzando valores
mximos en los gases nobles. En un grupo o familia, la
energa de ionizacin disminuye de arriba hacia abajoal aumentar el nmero atmico. Si la energa de
ionizacin es elevada, la configuracin electrnica es
estable, tal como ocurre con los gases nobles. La
energa de ionizacin influye en la formacin del
enlace qumico y en las propiedades reductoras de los
elementos qumicos.
4.3 Afinidad electrnica (AE)
Es la energa liberada cuando un electrn se agrega a
un tomo gaseoso neutro. El proceso se representa:
En los perodos, la afinidad electrnica aumenta deizquierda a derecha al aumentar el nmero atmico y
en los grupos, los valores no varan notablemente, sin
embargo, disminuye de arriba hacia abajo, cuando
aumenta el nmero atmico. La importancia de esta
propiedad radica en su utilidad para predecir el
carcter oxidante de un elemento qumico.
4.4 Electronegatividad
La electronegatividad mide la tendencia de un tomo
a atraer electrones, cuando se forma un enlace
qumico. Es decir, mide la capacidad de un elemento
para atraer hacia s los electrones que lo enlazan conotro elemento. Los valores que corresponden a la
electronegatividad de los elementos presentan
variaciones regulares tanto en los grupos como en los
perodos (fi guras 55 y 56). La electronegatividad
aumenta al desplazarnos hacia la derecha en la tabla
peridica. Dentro de un mismo grupo disminuye a
medida que aumenta el nmero atmico. Los tomos
presentan una menor electronegatividad a medida
que aumenta su tamao.
4.5 Carcter metlico
Al desplazarnos de izquierda a derecha por un perodode la tabla peridica observamos que se produce una
transicin gradual en el carcter de los elementos. Si
observamos por ejemplo el segundo perodo de la
tabla peridica, veremos que se produce un cambio
gradual en las propiedades de los elementos, desde el
litio, tpicamente metlico, hasta el flor, cuyas
propiedades son tpicamente no metlicas.
En los perodos del cuarto al sptimo, llamados
perodos largos, el intervalo para la transicin metal-
no metal es mayor. As, en el cuarto perodo los dos
primeros elementos, potasio y calcio, son metales; sinembargo, los elementos no metlicos no aparecen
sino hasta el final del perodo.