1- Descripción de la tabla periódica
En la tabla periódica los elementos se ordenan en columnas denominadas grupos y en filas llamadas periodos.
La posición que ocupa cada elemento no es aleatoria, sino que depende de su estructura electrónica, la que define las propiedades químicas y físicas de los elementos.
1.1- Periodos.
En la tabla periódica los elementos están ordenados de forma que aquellos con propiedades químicas semejantes, se encuentren situados cerca uno de otro.
Los elementos se distribuyen en filas horizontales, llamadas períodos. Pero los periodos no son todos iguales, sino que el número de elementos que contienen va cambiando, aumentando al bajar en la tabla periódica.
Son 7 filas horizontales señaladas con números del 1 al 7:
– El periodo 1, tiene dos elementos.
– Los periodos 2 y 3, tienen ocho elementos cada uno.
– Los periodos 4 y 5, tiene dieciocho elementos cada uno.
– El periodo 6, tiene treinta y dos elementos.
– El periodo 7, en la actualidad tiene treinta y dos elementos.
Los periodos 6 y 7 incluyen, respectivamente, los lantánidos y actínidos, que se colocan fuera de la tabla para evitar líneas demasiado largas y así facilitar la lectura.
En cada período aparecen los elementos cuyo último nivel de su configuración electrónica coincide con el
número del período, ordenados por orden creciente de número atómico. Por ej., el período 3 incluye los
elementos cuyos electrones más externos están en el nivel 3;
Na (Z = 11): 1s22s22p63s1.
Al (Z = 13): 1s22s22p63s23p1.
1.2- Grupos.
Las columnas de la tabla reciben el nombre de grupos. Existen dieciocho grupos, numerados desde el número 1 al 18. Los elementos situados en dos filas fuera de la tabla pertenecen al grupo 3.
En un grupo, las propiedades químicas son muy similares, porque todos los elementos del grupo tienen el mismo número de electrones en su última o últimas capas de valencia.
Ejemplo:
Todos los elementos del grupo 13 contienen 3 electrones en su capa más externa y el último electrón queda en un orbital p;
B (Z = 5): 1s22s22p1. → Grupo 13 (p1) ; período 2
Al (Z = 13): 1s22s22p63s23p1. → Grupo 13 (p1) ; período 3
Hay ocho grupos largos y diez grupos cortos. La tendencia actual es numerar todos los grupos de izquierda a derecha, desde el 1 hasta el 18. Pero también son identificados con números romanos para distinguir los grupos A (elementos representativos) de los grupos B (elementos de transición).
1.2.1- Grupos A, Elementos representativos
Pertenecen a los grupos 1, 2,13, 14, 15, 16 y 17 de la tabla periódica y se caracterizan por tener el último subnivel incompleto, s y/o p. Todos los que constituyen el mismo grupo tienen igual número de electrones valencia.
– El Grupo I A (metales alcalinos)
Son todos metales sólidos a temperatura ambiente, blandos y forman iones con una carga positiva.
Reaccionan fácilmente con los otros elementos, por eso no se encuentran libres en la naturaleza.
Se oxidan cuando son expuestos al aire y reaccionan violentamente con el agua para formar el correspondiente
hidróxido e hidrogeno gaseoso.
Este grupo está formado por:
litio (Li)
sodio (Na)
potasio (K)
rubidio (Rb)
cesio (Cs)
francio (Fr)
La única excepción de este grupo es el hidrógeno, que es un gas y no un metal alcalino.
– El Grupo II A, (Alcalinotérreos)
Son todos metales (como los alcalinos) y forman iones con dos cargas positivas.
Se oxidan fácilmente en contacto con el aire y reaccionan con el agua para formar el correspondiente hidróxido e
hidrógeno gaseoso.
Este grupo está formado por:
Berilio (Be)
Magnesio (Mg)
Calcio (Ca)
Estroncio (Sr)
Bario (Ba)
Radio (Ra)
– Grupo III A, (térreos)
Constituyen más del 7% en peso de la corteza terrestre, sobre todo el aluminio (metal más abundante y tercer
elemento más abundante de la corteza después del oxígeno y del silicio). El indio y el talio son muy raros. A temperatura ambiente son sólidos.
Son bastante reactivos, por eso en la naturaleza no se encuentran en estado libre y forman iones con tres cargas
positivas. La mayoría de sus minerales son óxidos e hidróxidos y, en el caso del galio, del indio y del talio, se
encuentran asociados con minerales de plomo y de zinc.
Este grupo está formado por:
Boro (B)
Aluminio (Al)
Galio (Ga)
Indio (In)
Talio (Tl)
– Grupo IV A, (Carbonoideos)
El carbono se encuentra libre en la naturaleza en dos formas alotrópicas: el diamante y el grafito. Combinado con otros elementos, forma los llamados hidrocarburos y los compuestos característicos de la vida: azúcares, proteínas,
grasas…
El silicio se encuentra normalmente en forma de óxido: el cuarzo y la sílice.
El estaño y el plomo son dos metales y están combinados en la naturaleza.
Este grupo está formado por:
Carbono (C)
Silicio (Si)
Germanio (Ge)
Estaño (Sn)
Plomo (Pb)
– Grupo V A, (Nitrogenoideos)
Este grupo está formado por:
Nitrógeno (N)
Fósforo (P)
Arsénico (As)
Antimonio (Sb)
Bismuto (Bi)
El nitrógeno se encuentra en estado natural en estado libre (N2) constituyendo el 78% de las moléculas de la atmósfera y combinado con otros elementos formando muchos compuestos (como nitratos y nitritos). Cuando se encuentra en estado libre es muy poco reactivo.
El fósforo es un sólido que se presenta principalmente en dos formas alotrópicas: fósforo rojo y fósforo blanco,
normalmente se encuentra combinado formado las sales denominadas fosfatos.
Tanto el nitrógeno como el fósforo o el arsénico forman iones con tres cargas negativas.
– Grupo VI A, (Anfígenos) está formado por :
Oxígeno (O)
Azufre (S)
Selenio (Se)
Telurio (Te)
Polonio (Po)
– El oxígeno se encuentra en la naturaleza en estado libre (O2) constituyendo el 20% de las moléculas de la atmósfera y combinado como óxidos, ácidos o sales.
– El azufre es un sólido amarillo que se puede encontrar libre o combinado formando sulfatos, sulfitos y sulfuros.
– El selenio es un sólido gris. Puede convertir la luz en electricidad (efecto fotoeléctrico). Se usa en xerografía y
fotografía para potenciar los tonos.
– El telurio se obtiene del mineral calaverita combinado con el oro.
– Grupo VII A, (Halógenos) está formado por :
Flúor (F)
Cloro (Cl)
Bromo (Br)
Yodo (I)
Astato (At)
No se encuentran libres en la naturaleza por ser muy reactivos. Es el único grupo en el que todos sus elementos son claramente no metales. Forman moléculas diatómicas, X2, cuyos átomos se mantienen unidos por enlaces covalentes simples.
El elemento flúor es un gas de color amarillo, mientras que el cloro es de color verde, el bromo pardo rojizo y el yodo marrón con brillo.
El astato es un elemento muy raro, ya que es producto intermedio de las series de desintegración radiactiva.
– Grupo VIII A, Gases nobles o elementos inertes
Los gases nobles se ubican en el grupo VIII A en la tabla periodica de los elementos químicos. Se caracterizan por tener todos sus subniveles energéticos completos. Su configuración externa se representa por ns2 np6, a excepción del He, que tiene una configuración del tipo 1s2.
está formado por :
Helio (he)
Neón (Ne)
Argón (Ar)
Kriptón (Kr)
Xenón (Xe)
Radón (Rn)
1.2.2- Grupos B, Elementos de transición
Son los correspondientes a los grupos del 3 al 12 y se caracterizan por presentar el penúltimo subnivel d y/o el último nivel s incompletos. El número del grupo no siempre coincide con el número de electrones.
Se caracterizan por poseer altos puntos de fusión y ebullición comparados con otros metales. Son duros y quebradizos. Excepto el mercurio, todos son sólidos a temperatura ambiente. En la naturaleza se encuentran combinados con otros elementos, aunque el oro, el cobre y la plata (los metales acuñables) se pueden encontrar libres. Conducen la corriente eléctrica y el calor fácilmente. Forman iones positivos.
A estos periodos pertenecen los elementos cromo (Cr), manganeso (Mn), hierro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni),
cobre (Cu), cinc (Zn), plata (Ag), cadmio (Cd), platino (Pt), oro (Au), mercurio (Hg), wolframio (o tungsteno) (W),
titanio (Ti)…
El Grupo VIII B (8, 9 y 10), a diferencia del resto de los grupos, está formado por tres columnas de elementos, los cuales tienen propiedades físicas y químicas muy similares.
2- Elementos de transición interna
Los elementos de transición interna tienen solo el subnivel f incompleto. Estos elementos corresponden a los periodos 6 y 7 de la tabla periódica y no se clasifican en grupos, pues se encuentran entre los grupos 3 y 4. Se representan mediante dos filas aparte, ubicadas en el sector inferior de la tabla, y corresponden a la serie de los lantánidos y actínidos. Antes se les conocía como "tierras raras".
