Dr. Ing. Jhonny Valverde Flores
SESION N. 4:
TABLA PERIDICA Y
ENLACES QUMICOS
Docente:
Dr. Ing. Jhonny Valverde Flores
www.ucv.edu.pe
CURSO: QUMICA GENERAL
E INORGNICA
EAP Ingeniera
Ambiental
Contenido
1. Historia de la Tabla peridica.
2. Conformacin de la Tabla peridica.
3. Enlaces qumicos.
1. HISTORIA DE LA TABLA
PERIDICA
Durante el siglo XIX, los qumicos comenzaron a clasificar a los elementos
conocidos de acuerdo a sus similitudes de
sus propiedades fsicas y qumicas.
El final de aquellos estudios es la Tabla
Peridica Moderna.
Dr. Ing. Jhonny Valverde Flores
Johann Dobereiner 1780 - 1849
Modelo de las triadas
En 1829, clasific algunos elementos en grupos de
tres, que denomin triadas.
Los elementos de cada triada tenan propiedades
qumicas similares, as como propiedades fsicas
crecientes.
Ejemplos:
Cl, Br, I
Ca, Sr, Ba
John Newlands 1838 - 1898
Ley de las Octavas
En 1863 propuso que los elementos se ordenaran
en octavas, ya que observ, tras ordenar los elementos segn el aumento de la masa atmica,
que ciertas propiedades se repetan cada ocho
elementos.
Dimitri Mendeleiev 1834 - 1907
En 1869 public una Tabla de los
elementos organizada segn la masa
atmica de los mismos.
Mendelevio
Lothar Meyer 1830 - 1895
Al mismo tiempo que Mendeleiev,
Meyer public su propia Tabla
Peridica con los elementos
ordenados de menor a mayor masa
atmica.
Elementos conocidos hasta
entonces.
Tanto Mendeleiev como Meyer ordenaron los elementos segn sus masas atmicas.
Ambos dejaron espacios vacos donde deberan encajar algunos elementos entonces
desconocidos.
Entonces, porqu se considera a Mendeleiev el
padre de la Tabla Peridica Moderna, y no a
Meyer, o a ambos?
Dej huecos que corresponderian a elementos por descubrir 44, 68, 72 y 100 (Sc,
Ga, Ge, y Tc)
Corrigi las masas atmicas de algunos elementos (I, Te, In, U).
Mendeleiev.
Henry Moseley 1887 - 1915
En 1913, mediante estudios de rayos X, determin la carga
nuclear (nmero atmico) de los elementos. Reagrup los
elementos en orden creciente de nmero atmico.
Existe en el tomo una cantidad fundamental que se incrementa en
pasos regulares de un elemento a
otro. Esta cantidad slo puede ser la
carga del ncleo positivo central
Glenn T. Seaborg
Tras participar en el descubrimiento de
10 nuevos elementos, en 1944 sac 14
elementos de la estructura principal de la
Tabla Peridica proponiendo su actual
ubicacin debajo la serie de los
Lntanidos, siendo desde entonces
conocidos como los actnidos.
1912 - 1999
Es la nica persona que ha
tenido un elemento que lleva su
nombre en vida.
2. Conformacin Tabla
Peridica
7 filas horizontales: periodos 18 columnas verticales: grupos - Grupo A: elementos representativos. - Grupo B: elementos de transicin. Transicin interna (tierras raras): 14 elementos en series
Lantnida y Actnida.
Lantnida
Actnida
Perodos
Grupos
Tierras raras
Elementos de transicin
Elementos Representativos
Grupo Nombre Configuracin
Electrnica
I A Alcalinos ns1
II A Alcalinos trreos ns2
III A Trreos ns2np1
IV A Carbonados ns2np2
V A Nitrogenados ns2np3
VI A Calcgenos ns2np4
VII A Halgenos ns2np5
VIII A Gases nobles ns2np6
Elementos Representativos
Elementos Transicin
Elementos Transicin Interna
Diagrama del sistema
peridico segn orbitales
Propiedades Qumicas
Por lo general poseen 1 a 3 electrones de valencia.
Forman cationes por prdida de electrones.
Forman compuestos inicos con no metales.
Los metales puros se caracterizan por el enlace metlico.
Los metales ms qumicamente reactivos estn a la izquierda y abajo en la tabla.
Propiedades de los metales:
Propiedades fsicas
Altos puntos de
fusin y ebullicin.
Brillantes
Color plateado a
gris.
Alta densidad.
Formas de slidos
cristalinos.
Propiedades qumicas:
Contienen cuatro o ms
electrones de valencia.
Forman aniones por
ganancia de electrones
cuando generan
compuestos.
Forman compuestos
inicos con metales.
Forman compuestos
covalentes con otros no
metales.
Propiedades de los no metales:
Propiedades fsicas:
Son amorfos.
Poseen colores
variados.
Son slidos, lquidos o
gases.
Poseen bajos puntos
de fusin y ebullicin.
Tienen baja densidad.
No metales del grupo 0 o grupo 18
Gases nobles, inertes raros
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Tendencias peridicas en el carcter metlico
Ms metlico
Ms m
etlico
Propiedades
Peridicas
Relaciones
de Tamao
Relaciones
de Energa
Radio atmico
Radio inico
Potencial de ionizacin
Electroafinidad
Electronegatividad
Carcter del
elemento
Propiedades Peridicas
de los Elementos
Radio Atmico
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Radio Inico
Potencial de Ionizacin (PI)
Potencial de Ionizacin (PI)
Aumenta
D
i
s
m
i
n
u
y
e
Electroafinidad (EA)
Es el cambio de energa que acompaa al proceso de adicin de un electrn a un tomo gaseoso (AE). Los valores de la afinidad electrnica se consideran, normalmente, para 1 mol de tomos.
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Electroafinidad (EA)
Aumenta
D
i
s
m
i
n
u
y
e
Electronegatividad (EN)
Propiedad que combina la energa de ionizacin y la electroafinidad. Nos informa sobre la tendencia que tienen los tomos de atraer los electrones del enlace.
Esta propiedad se cuantifica en valores que van desde 0.7 a 4.0, siendo el flor el elemento que posee un mayor valor de electronegatividad.
Esta propiedad se relaciona en parte con la capacidad que poseen los elementos a formar cationes y aniones y al tipo enlace qumico que forman entre s.
Electronegatividad (EN)
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3. ENLACE QUMICO
Son las fuerzas que mantienen unidos a los tomos entre s para formar molculas o iones.
Son de tipo elctrico.
Al formarse un enlace se desprende energa.
La distancia a la que se colocan los tomos es a la que se desprende mayor energa producindose la mxima estabilidad.
Los tomos se unen pues, porque as tienen una menor energa y mayor estabilidad que estando separado.
Estabilidad en un tomo.
Generalmente, los tomos buscan su mxima estabilidad adoptando un a configuracin electrnica similar a la que tienen los gases nobles (1 s2 o n s2p6).
El comportamiento qumico de los tomos viene determinado por la estructura electrnica de su ltima capa (capa de valencia).
Para conseguir la configuracin electrnica de un gas noble, los tomos perdern, capturarn o compartirn electrones (regla del octeto).
Tipos de enlaces
a) Inico: unen iones entre s.
b) Atmicos: unen tomos neutros entre s.
Covalente
Metlico
c) Intermolecular: unen unas molculas a otras.
a) Enlace inico
Se da entre metales y no-metales.
Los metales tienen, en general, pocos electrones en su capa de valencia y tienden a perderlos para quedar con la capa anterior completa (estructura de gas noble) convirtindose en cationes.
Los no-metales tienen casi completa su capa de valencia y tienden a capturar los electrones que les faltan convirtindose en aniones y conseguir asimismo la estructura de gas noble.
Reacciones de ionizacin
Los metales se ionizan perdiendo electrones:
M n e Mn+
Los no-metales se ionizan ganando electrones:
N + n e Nn
Ejemplos:
Metales: Na 1 e Na+ Ca 2 e Ca2+ Fe 3 e Fe3+
No-metales: Cl + 1 e Cl O + 2 e O2
Ejemplo: Escribir las reacciones de ionizacin y
deducir la frmula del compuesto inico
formado por oxgeno y aluminio.
Las reacciones de ionizacin sern:
(1) Al 3 e Al3+ (2) O + 2 e O2
Como el nmero de electrones no coincide, para hacerlos coincidir se multiplica la reaccin (1) 2 y la (2) 3.
2 (1) 2 Al 6 e 2 Al3+ 3 (2) 3 O + 6 e 3 O2
Sumando: 2 Al + 3 O 2 Al3++ 3 O2
La frmula emprica ser Al2O3
Propiedades de los
compuestos inicos
Duros.
Punto de fusin y ebullicin altos.
Slo solubles en disolventes polares.
Conductores en estado disuelto o fundido.
Frgiles.
b) Enlace covalente
Se da entre dos tomos no-metlicos por comparticin de e de valencia.
La pareja de e (generalmente un e de cada tomo) pasan a girar alrededor de ambos tomos en un orbital molecular.
Si uno de los tomos pone los 2 e y el otro ninguno se denomina enlace covalente coordinado o dativo.
Estructura de Lewis.
Consiste en representar con puntos o x los e
de la capa de valencia.
Ejemplos:
Grupo: 17 16 15 14
tomo: Cl O N C
N e val. 7 6 5 4
: Cl : O : N C
Enlace covalente.
Puede ser:
Enl. covalente simple: Se comparten una pareja de electrones.
Enl. covalente doble: Se comparten dos parejas de electrones.
Enl. covalente triple: Se comparten tres parejas de electrones.
No es posible un enlace covalente cudruple entre dos tomos por razones geomtricas.
Tipos de enlace covalente.
Enlace covalente puro
Se da entre dos tomos iguales.
Enlace covalente polar
Se da entre dos tomos distintos.
Es un hbrido entre el enlace covalente puro y el enlace inico.
Ejemplos de
enlace covalente puro.
Se da entre dos tomos iguales.
Frmula 2 H (H + x H) H x H ; HH H2
2 :Cl :Cl + xCl: :ClxCl: ; :ClCl: Cl2
x x 2 :O :O + xO: :OxO: ; :O=O: O2
x x 2 :N :N + xN: :NxN: ; :NN: N2 x x
Enl. covalente simple
Enl. covalente triple
Enl. covalente doble
Enlace covalente polar (entre
dos no-metales distintos).
Todos los tomos deben tener 8 e en su ltima capa (regla del octeto) a excepcin del hidrgeno que completa su nica capa con tan slo 2 e .
La pareja de e compartidos se encuentra desplazada hacia el elemento ms electronegativo, por lo que aparece una fraccin de carga negativa sobre ste y una fraccin de carga positiva sobre el elemento menos electronegativo +.
Ejemplos de
enlace covalente polar.
:Cl + x H :Cl x H ; :ClH HCl
O + 2 x H Hx O x H ; HOH H2O
N + 3 x H Hx N x H ; HNH NH3 x | H H
O + 2 x Cl: :Clx O x Cl: ; :ClOCl: Cl2O
+
+
+
+
+
Ejercicio: Escribe la representacin de
Lewis y decide cul ser la frmula de
un compuesto formado por Si y S.
La representacin de Lewis de cada tomo es:
Si (grupo 14) : S (grupo 16)
La representacin de Lewis de molecular ser:
: S = Si = S :
La frmula molecular ser pues: SiS2
Cuatro elementos diferentes A,B,C,D tienen nmero
atmico 6,9,13 y 19 respectivamente. Se desea saber: a)
El nmero de electrones de valencia de cada uno de
ellos. b) Su clasificacin en metales y no metales. c) La
frmula de los compuestos que B puede formar con los
dems ordenndolos del ms inico al ms covalente.
Z a) N e valencia b) Metal/No-metal
A 6 4 No-metal
B 9 7 No-metal
C 13 3 Metal
D 19 1 Metal
c) DB < CB3 < AB4 < B2
Enlace covalente coordinado.
Se forma cuando uno de los tomos pone los 2 e y el otro ninguno.
Se representa con una flecha que parte del tomo que pone la pareja de e
.
Ejemplo:
Hx O x H + H+ HOH H3O+
H
+
+ +
Compuestos covalentes
atmicos.
Forman enlaces covalentes simples en dos o tres dimensiones del espacio con tomos distintos.
Ejemplos:
SiO2, C (diamante), C (grafito)
ESTRUCTURA DEL GRAFITO
Propiedades de los
compuestos covalentes
Moleculares
Puntos de fusin y ebullicin bajos.
Los compuestos covalentes apolares (puros) son solubles en disolventes apolares y los polares en disolventes polares.
Conductividad parcial slo en compuestos polares.
Atmicos
Puntos de fusin y ebullicin muy elevados.
Insolubles en todos los disolventes.
No conductores (el grafito s presenta conductividad por la deslocalizacin de un e
de cada tomo).
c) Enlace metlico.
Se da entre tomos metlicos.
Todos tienden a ceder e .
Los cationes forman una estructura cristalina, y los e ocupan los intersticios que quedan libres en ella sin estar fijados a ningn catin concreto (mar de e ).
Los e estn, bastante libres, pero estabilizan la estructura al tener carga contraria a los cationes.
Empaquetamiento de
cationes metlicos.
Propiedades de los
compuestos metlicos.
Punto de fusin y ebullicin muy variado (aunque suelen ser ms bien alto)
Son muy solubles en estado fundido en otros metales formando aleaciones.
Muy buenos conductores en estado slido.
Son dctiles y maleables (no frgiles).
presin
Fuerzas intermoleculares
Enlace (puente) de hidrgeno Se da entre molculas muy polarizadas
por ser uno de los elementos muy electronegativo y el otro un tomo de H, que al tener + y ser muy pequeo permite acercarse mucho a otra
molcula.
Fuerzas de Van der Waals: Fuerzas de dispersin (London)
Atraccin dipolo-dipolo
Enlace de
hidrgeno
Fuerzas intermoleculares
Fuerzas de dispersin (London):
Aparecen entre molculas apolares. En un momento dado la nube electrnica se desplaza al azar hacia uno de los tomos y la molcula queda polarizada instantneamente. Este dipolo instantneo induce la formacin de dipolos en molculas adyacentes.
Atraccin dipolo-dipolo:
Se da entre molculas polares. Al ser los dipolos permanentes la unin es ms fuerte.
TRABAJO
Elaborar 30 ejercicios solucionados de enlaces qumicos (inicos, covalentes y metlicos).
Dr. Ing. Jhonny Valverde Flores
GRACIAS
Docente: Dr. Ing. Jhonny Valverde Flores