Tabla periódica.
Hacia 1830 ya se había descubierto el 50% de los elementos químicos conocidos en la actualidad: Muchos químicos habían estudiado sus propiedades físicas y químicas y sus combinaciones con otros elementos para formar compuestos. Sin embargo, era necesario organizar toda esa información de manera clara.
Símbolos alquímicos
Desde finales del siglo XVIII, en la época de Lavoisier y Berzelius, se intentó agrupar los elementos químicos conocidos buscando semejanzas en sus propiedades. Así los elementos se clasificaban en metales, como el hierro, la plata o el cobre, y no metales, como el fósforo, el oxígeno y el azufre. Algunos elementos como el arsénico o el germanio, no se ajustaban a una de esas dos categorías, por lo que también se podía hablar de elementos semimetálicos.
Este ordenamiento era demasiado general, ya que existían considerables diferencias entre las propiedades de los elementos que pertenecían a la misma categoría. Con un criterio más restringido que el anterior, se hicieron las siguientes clasificaciones.
Tríadas de Döbereiner
En 1829, el químico alemán Johann W. Döbereiner (1780-1849) observó que existían grupos de tres elementos con propiedades físicas y químicas muy parecidas. Con base en sus observaciones, clasificó los elementos en grupos de tres y los llamó tríadas. Mostró también que el peso atómico del elemento central de cada tríada era cercano al promedio aritmético de los pesos de los otros dos.
Nombre
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Masa atómica
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Promedio entre el primero y el último
|
Calcio
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40,1
|
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Estroncio
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87,6
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88,7
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Bario
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137,3
|
|
Azufre
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32,1
|
|
Selenio
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79,0
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79,8
|
Telurio
|
127,6
|
|
Litio
|
6,9
|
|
Sodio
|
22,9
|
23,0
|
potasio
|
39,1
|
|
Octavas de Newlands
En 1864, el inglés John Alexander Newlands (1837-1898) ordenó los elementos conocidos de acuerdo con sus pesos atómicos crecientes. Observó que después de colocar siete elementos, en el octavo se repetían las propiedades químicas del primero (sin tener en cuenta el hidrógeno ni los gases nobles). Newlands denominó esta organización la ley de las octavas. De esta manera quedaron en la misma columna el litio, el sodio y el potasio, el berilio, el magnesio y el calcio, el oxígeno y el azufre. Dentro de cada uno de esos grupos, los elementos tienen propiedades similares. Newlands ordenó los elementos en grupos y períodos, pero esta clasificación presentó un problema: mientras algunos grupos tenían elementos con propiedades muy parecidas, otros incluían elementos con propiedades muy diferentes.
Octavas de Newlands
1
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2
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3
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4
|
5
|
6
|
7
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H
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Li
|
Be
|
B
|
C
|
N
|
O
|
F
|
Na
|
Mg
|
Al
|
Si
|
P
|
S
|
Cl
|
K
|
Ca
|
Cr
|
Ti
|
Mn
|
Fe
|
Las octavas de Newlands tenían demasiadas fallas, por lo que pronto se desechó.
Tabla periódica de Mendeleiev
En 1869 los químicos Dmitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) y Lotear Meyer (1830-1895) publicaron por separado tablas periódicas prácticamente coincidentes. En ellas ordenaban los 63 elementos conocidos hasta esa fecha. Incluían los ocho nuevos elementos descubiertos entre 1830 y 1869. La clasificación de Mendeleiev enfatizaba en las propiedades químicas de los elementos. Meyer hacía hincapié en las propiedades físicas.
Mendeleiev publicó su tabla periódica unos meses antes. Organizó los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos, en filas y columnas; los que quedaban en la misma fila tenían propiedades semejantes. Lo ingenioso era que las filas no tenían todas las mismas longitudes, pero en cada una de ellas existía una analogía gradual de las propiedades de los elementos. No dudó en dejar espacios en la tabla, en invertir elementos; incluso predijo las propiedades de los elementos que ocuparían los espacios vacíos.
Mendeleiev resumió su descubrimiento en su ley periódica, que dice: Las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias, sino que varían con el peso atómico de una manera periódica.
El sistema periódico de Mendeleiev, no obstante, presentaba algunas fallas. Por ejemplo, cuando años más tarde empezaron a descubrirse los gases nobles y colocarse en su sitio, resultó que el argón, Ar, tenía un peso atómico superior al del potasio, mientras que los restantes gases nobles tenían pesos atómicos inferiores a los elementos posteriores. Era evidente que no resultaba totalmente aceptable el aumento de peso atómico como referencia para colocar los elementos en el sistema periódico.
Primera tabla publicada por Mendeleiev
Tabla Periódica Moderna
En 1913, Henry G. J. Moseley (1887-1915) sugirió que los elementos se ordenaran de acuerdo con su número atómico en forma creciente.
Esto cambió el enunciado de la ley periódica de los elementos, de tal manera que desde entonces se enuncia como: Las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de sus números atómicos.
La tabla periódica moderna presenta un ordenamiento de los 118 elementos que se conocen actualmente según su numero atómico (Z). Los elementos se disponen en filas horizontales llamadas períodos y en columnas denominadas grupos o familias.
Existe una fuerte relación entre la configuración electrónica de los elementos y su ubicación en la tabla periódica. Los del mismo grupo tienen la misma configuración electrónica en su último nivel.
El científico costarricense Gil Chaverri, nacido en 1921, es autor de un arreglo original de la tabla periódica, basada en la estructura electrónica de los elementos.
Actividad
Escriba en el espacio en blanco el nombre o símbolo del elemento correspondiente
Conviene tener presente que para memorizar se deben usar todos los medios posibles. Escriba el nombre o símbolo y luego repítalo varias veces. Si el símbolo del elemento es una letra, esta es siempre mayúscula. El símbolo del hidrógeno es H, de manera similar el símbolo del oxígeno es: _________________________
Si el símbolo de un elemento está formado por dos letras, la primera es siempre mayúscula y la segunda minúscula. El símbolo del calcio es Ca. El del bromo está formado con las dos primeras letras de la palabra, por lo que el símbolo del bromo es _________________________
Cuando hay elementos que tienen las dos primeras letras iguales, para distinguirlos, a uno de ellos se le coloca en minúscula en lugar de la segunda letra, la tercera,: el símbolo del calcio es Ca y el del cadmio es _________________________
El helio y el hidrógeno son gases muy ligeros. Los símbolos de estos elementos son respectivamente _________________________ y _________________________
Si el nombre de varios elementos comienza con la misma letra, el elemento más común generalmente se le asigna la mayúscula sola. El _________________________, H es más común que el _________________________ He.
Otros elementos comienzan con letra N, como el nitrógeno cuyo símbolo es N, el níquel cuyo símbolo es Ni y el Neón con símbolo Ne. El elemento más común de este grupo es el nitrógeno, por lo que su símbolo es la mayúscula sola _________________________
El nitrógeno _________________________ y el neón _________________________ son gases a temperatura ambiente.
El tercer elemento del grupo es níquel. El _________________________, N y el _________________________, Ne, son gases, el níquel, _________________________ en cambio es un metal sólido.
El _________________________, Ni, es un compuesto importante de los aceros.
El símbolo del nitrógeno es _________________________, el del neón es _________________________ y el del níquel es _________________________.
Las dos primeras letras del nombre de los elementos magnesio y manganeso son iguales, por lo que sus símbolos se forman con la primera y la tercera letras de su nombre. El símbolo del magnesio es _________________________ y el del manganeso es _________________________.
El _________________________, Mg, es un metal muy ligero.
Algunas escaleras de mano, livianas, se hacen con el metal magnesio __________.
El manganeso, _____________ es un constituyente importante de algunos aceros.
Tanto el _________________________, Mg, como el _________________________, Mn, se mezclan con otros metales para formar aleaciones útiles.
El níquel, _________________________ el magnesio, _________________________ y el manganeso _________________________son metales.
A temperatura ambiente el __________________________, H y el ___________________N, son gases.
Los próximos símbolos por aprender son los de los elementos que empiezan con C. De ellos el más común e importante es el carbono, por lo que se le asigna la letra mayúscula sola, _________________________.
El carbono, _________________________ es un elemento que se encuentra en los seres vivos.
Los químicos han aprendido a imitar, y en algunos casos a mejorar algunas cosas de la naturaleza y ahora producen muchos compuestos nuevos que también tienen carbono, _________________________.
Dos metales importantes cuyos nombres empiezan con C son el calcio y el cobalto. Su símbolo comienza con una C, seguida por la segunda letra del nombre. El símbolo del calcio es _________________________ y el del cobalto es _________________________.
El calcio, _________________________, se encuentra ampliamente distribuido sobre la tierra en una roca conocida como piedra caliza.
La fórmula de la piedra caliza es CaCO3. Esta fórmula indica que está formada por tres elementos: Ca _________________________, C, _________________________ y O _________________________.
El Co, _________________________ es un elemento que da color azul a muchos vidrios y algunas veces se emplea en aceros.
La fórmula de monóxido de carbono es CO y representa dos elementos diferentes el C, _________________________ y el O, _________________________. El símbolo del cobalto es _________________________.
Tanto el cloro como el cromo comienzan con C, por lo que se utiliza la segunda letra de su nombre para su símbolo. De esta forma el símbolo del cloro es _________________________ y el del cromo es _________________________.
Debido a sus propiedades el cloro _________________________, se utiliza para purificar el agua y blanquear la ropa.
El _________________________, Cl es un gas y un no metal; el _________________________ Cr, es un sólido y un metal.
Hay otros dos elementos que empiezan con C, cuyos símbolos están formados por la primera y la tercera letra de sus nombres. El símbolo del cesio es _________________________ y el del cadmio _________________________.
El cerio es un metal raro que se descubrió antes que el cesio. Como el cerio se le asignó el símbolo Ce, al cesio posteriormente se le dio el símbolo _________________________.
Como el símbolo Ca se había asignado al _________________________, para el cadmio se eligió el símbolo _________________________.
El hierro, _________________________ se puede proteger de la oxidación recubriéndolo con _________________________Cd o con _________________________, Cr.
Nuestro cuerpo contiene entre 4 y 5 gramos de Fe, _________________________, la mayoría en forma de Ion en la hemoglobina, donde se encarga de transportar el oxígeno que respiramos de los pulmones a las células. Cuando disminuye su concentración, se presenta una enfermedad conocida como anemia.
El _________________________, Ca el _________________________ Mg y el manganeso, _________________________ no se encuentran libres en la naturaleza.
Tres elementos importantes, cuyos nombres comienzan con A son el aluminio, el arsénico y el argón. Como la segunda letra del nombre arsénico y argón es la misma para indicar su símbolo se asigna en el caso del arsénico la tercera letra. Por lo tanto, el símbolo del aluminio es _________________________, el del argón es _________________________ y el del arsénico es _________________________.
Algunas personas envuelven sus alimentos en papel de _________________________ Al.
El hierro, _________________________ se considera uno de los metales con más aplicaciones. Se utiliza en la fabricación de alambres y otras piezas que deben estar expuestas a los agentes atmosféricos.
El, As, _________________________ es una sustancia venenosa para la mayoría de los seres vivos y si se ingiere en pequeñas cantidades, se acumula en los huesos y tejidos.
Por el contrario, el _________________________ Ar, es inocuo para los seres vivos.
El azufre ha sido empleado desde hace miles de años por la humanidad. Es muy común y su símbolo es la mayúscula sola _________________________.
El silicio es otro elemento cuyo símbolo comienza con la letra S. el Si, _________________________ es importante, entre otras cosas, porque se utiliza en la fabricación de transistores.
La arena, es un compuesto común del silicio, _________________________.
El arsénico, _________________________, silicio, _________________________ y azufre, _________________________ son no metales.
El antimonio, _________________________ es un metal duro y lustroso, sus sales son venenosas y se utiliza en algunas aleaciones.
El Sr, _________________________ es un metal, cuyas sales colorean la llama de un tono rojo intenso.
El estroncio-90 _________________________ se utiliza en la investigación geológica y como fuente de radiación en la industria.
Hay otros elementos no metálicos cuyo símbolo es una sola letra mayúscula: boro, fósforo, flúor, yodo y oxígeno. Por lo que el símbolo del boro es _________________________, el del fósforo es _________________________, el del flúor es _________________________, el del yodo es _________________________, y el del oxígeno es _________________________.
El yodo, _________________________, es un sólido cristalino y el flúor _________________________ es el más activo de los no metales.
El oxígeno _________________________, es un gas incoloro, se encuentra formando parte de compuestos importantes como el agua y es indispensable para los seres vivos.
A pesar de que el fósforo comienza con “F”, su símbolo es “P”, ya que “F” es el símbolo del elemento llamado _________________________.
La mayoría de los fertilizantes contienen fósforo, _________________________ debido a que este elemento es indispensable para la vida de las plantas.
El boro, _________________________ es un elemento ligero. El vidrio resistente al calor contiene _________________________.
El símbolo del boro es la letra B. hay otros elementos importantes cuyos símbolos comienzan con B y la segunda letra de su nombre, como por ejemplo el bromo, _________________________ el bismuto, _________________________ y el bario_________________________.
El _________________________ Br, es un elemento que se distingue por ser líquido a temperatura ambiente.
Algunos compuestos del bismuto, _________________________ se emplean en medicinas. También se emplea en aleaciones para el metal de los tipos de imprenta.
Los compuestos del _________________________ Ba, se emplean para hacer visible el tracto digestivo a los rayos X.
El zinc, _________________________ es un metal que se emplea para galvanizar o recubrir el acero. Actualmente, algunos automóviles se protegen de la corrosión recubriéndolo con _________________________.
El oro y la plata se han usado en la elaboración de joyas desde tiempos antiguos. La palabra latina correspondiente a oro es “aurum”. Su símbolo químico se forma con las dos primeras letras de la palabra latina, y corresponde a _________________________.
El símbolo de la plata se forma con la primera y la tercera letras de la palabra latina correspondiente, “argentum”. El símbolo químico de la plata es _________________________.
Los cubiertos pueden hacerse de Ag, _________________________ casi pura o bien con un baño de plata_________________________.
Las obturaciones dentales pueden tener, entre otros metales _________________________ Au o _________________________Ag.
El plomo _________________________ es un metal blando, muy maleable, de color grazulado. Es el producto final de las series radiactivas.
El Pb, _________________________ se emplea en tuberías y en recubrimiento de cables.
El platino _________________________ se encuentra en arenas y rocas. Forma aleaciones con otros metales.
El mercurio es un metal líquido, cuyo nombre se deriva de la palabra “hydrargyrum”, (hydro= acuoso; argyrum = plata; es decir plata líquida). El símbolo del mercurio es _________________________.
Debe distinguirse entre Ag, que el símbolo es _________________________ y el mercurio, cuyo símbolo es _________________________.
El símbolo químico del estaño proviene de la palabra latina “stannum”, por lo que el estaño se representa con el símbolo _________________________.
El latón es una aleación de _________________________ Cu y _________________________Zn. Mientras que el bronce es una aleación entre el cobre _________________________ y el estaño_________________________.
El litio _________________________, se encuentra en la naturaleza en pequeñas cantidades.
El sodio _________________________, al unirse con el Cl _________________________ forma la sal común que utilizamos para cocinar.
Actividad
Observe cuidadosamente la tabla periódica y responda con base en ella lo que se le solicita a continuación:
Escriba el número de elementos que encontramos en el primer período:
Escriba el nombre de los elementos que se encuentran en el cuarto período:
El período donde se encuentran los elementos llamados lantánidos es el:
Escriba el nombre de los metaloides que encontramos en la tabla periódica:
Indique si los siguientes elementos son representativos, de transición o tierras raras. (transición interna).
Ag: _____________________________________
Hg: _____________________________________
K: ______________________________________
U: ______________________________________
Cl:______________________________________
Sb: _____________________________________
Fe: _____________________________________
Cu: _____________________________________
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