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En La Tabla periódica: Sus Grupos y períodos. Clasificación de Metales, no metales y gases nobles.

Sus Grupos y Períodos

La Tabla Periódica se ordena por medio de líneas horizontales,las cuales son llamadas "Períodos" y las líneas verticales se llaman "Grupos".

Los elementos conocidos hasta el momento se organizan en siete períodos y dieciocho grupos. Tenemos ocho grupos largos y diez cortos. También nos encontramos con dos filas que habitualmente se colocan fuera de la tabla periódica, las denominadas 'Tierras Raras' o 'Metales de transición externa', por propiedades esos elementos deberían estar en el La y en el Ac, cada una de las filas en uno de ellos; por dicho motivo, los elementos que tienen propiedades similares al lantano se denominan lantánidos (primera de las dos filas) y los otros (segunda fila de las dos) con propiedades parecidas al Actinio, actínidos.

Grupo que comienza con el elemento

 Se denomina

*Litio (Li)

Grupo de los alcalinos.

*Be (Berilio)

Grupo de los alcalinotérreos.

*B (Boro)

Grupo de los térreos

*C (Carbono)

Grupo de los carbonoideos.

*N (Nitrógeno)

Grupo de los nitrogenoides.

*O (Oxígeno)

Grupo de los anfígenos.

*F (Flúor)

Grupo de los halógenos.

*He (Helio)

Grupo de los gases nobles o grupo de los gases inertes.

Metales, no metales, gases nobles

Su clasificación es la siguiente

• Los no metales comienzan en el grupo de los térreos con el primero (B).
• La siguiente columna (grupo de los carbonoideos) son dos (C y Si).
• La siguiente columna (grupo nitrogenoideos) son tres (N, P y As).
• La siguiente columna (anfígenos) son cuatro (O, S, Se y Te).
• La siguiente columna (halógenos) son cinco (F, Cl, Br, I y At).
• Sólo queda el hidrógeno (H) que suele considerarse no metal.
  
  
  Tipos de elementos
  
  
  a) Los metales se pueden clasificar de la siguiente manera:
  
  
  Metales reactivos: elementos de las dos primeras columnas (alcalinos y alcalinotérreos) al ser los metales más reactivos por regla general.
  
  
  Metales de transición:  elementos que se encuentran entre las columnas largas, tenemos los de transición interna (grupos cortos) y transición externa o tierras raras (lantánidos y actínidos).
  
  
  Otros metales: son aquellos que se encuentran en el resto de grupos largos. Algunos de ellos tienen propiedades de no metal en determinadas circunstancias (semimetales o metaloides).
  
  
  
  
  b) Alguno de los no metales se encuentran cerca de la línea de separación metal / no metal, tienen un comportamiento metálico en determinadas circunstancias (semimetales o metaloides).
  
  
  c) Gases Nobles o gases inertes
  
  
  Por Ejemplo:
  
  
  
  
  
  
  
  Propiedades de los elementos según su tipo
  
  
  1. Propiedades de los metales.

  Por regla general los metales tienen las siguientes propiedades:

  • Son buenos conductores de la electricidad.
  • Son buenos conductores del calor.
  • Son resistentes y duros.
  • Son brillantes cuando se frotan o al corte.
  • Son maleables, se convierten con facilidad en láminas muy finas.
  • Son dúctiles, se transforman con facilidad en hilos finos.
  • Se producen sonidos característicos (sonido metálico) cuando son golpeados.
  • Tienen altos puntos de fusión y de ebullición.
  • Poseen elevadas densidades; es decir, tienen mucha masa para su tamaño: tienen muchos átomos juntos en un pequeño volumen.
  • Algunos metales tienen propiedades magnéticas: son atraídos por los imanes.
  • Pueden formar aleaciones cuando se mezclan diferentes metales. Las aleaciones suman las propiedades de los metales que se combinan. Así, si un metal es ligero y frágil, mientras que el otro es pesado y resistente, la combinación de ambos podrías darnos una aleación ligera y resistente.
  • Tienen tendencia a formar iones positivos.

  Hay algunas excepciones a las propiedades generales enunciadas anteriormente:

  • El mercurio es un metal pero es líquido a temperatura ambiente.
  • El sodio es metal pero es blando (se raya con facilidad) y flota (baja densidad)

  
  

  2. Propiedades de los no metales:

  • Son malos conductores de la electricidad.
  • Son malos conductores del calor.
  • Son poco resistentes y se desgastan con facilidad.
  • No reflejan la luz como los metales, no tienen el denominado brillo metálico. Su superficie no es tan lisa como en los metales.
  • Son frágiles, se rompen con facilidad.
  • Tienen baja densidad.
  • No son atraídos por los imanes.
  • Tienen tendencia a formar iones negativos.

  Hay algunas excepciones a las propiedades generales enunciadas anteriormente:

  • El diamante es un no metal pero presenta una gran dureza.
  • El grafito es un no metal pero conduce la electricidad.

  
  
  3. Semimetales o metaloides.

  Se encuentran entre lo metales y los no metales (B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po). Son sólidos a temperatura ambiente y forman iones positivos con dificultad. Según las circunstancias tienen uno u otro comportamiento.

  
  
  4. Hidrógeno.

  Aunque lo consideremos un no metal, no tiene las características propias de ningún grupo, ni se le puede asignar una posición en el sistema periódico: puede formar iones positivos o iones negativos.

  
  
  5. Gases Nobles o Gases Inertes.

  La característica fundamental es que en condiciones normales son inertes, no reaccionan con ningún elemento ni forman iones.

  
  

Aprendiendo sobre La Tabla Periódica

En 1829 el químico alemán Döbereiner realizo el primer intento de establecer una ordenación en los elementos químicos, haciendo notar en sus trabajos las similitudes entre los elementos cloro, bromo y iodo por un lado y la variación regular de sus propiedades por otro.

Una de las propiedades que parecía variar regularmente entre estos era el peso atómico. Pronto estas similitudes fueron también observadas en otros casos, como entre el calcio, estroncio y bario. Una de las propiedades que variaba con regularidad era de nuevo el peso atómico. Ahora bien, como el concepto de peso atómico aún no tenía un significado preciso y Döbereiner no había conseguido tampoco aclararlo y como había un gran número de elementos por descubrir, que impedían establecer nuevas conexiones, sus trabajos fueron desestimados.

Desde 1850 hasta 1865 se descubrieron muchos elementos nuevos y se hicieron notables progresos en la determinación de las masas atómicas, además, se conocieron mejor otras propiedades de los mismos.

Fue en 1864 cuando estos intentos dieron su primer fruto importante, cuando Newlands estableció la ley de las octavas. Habiendo ordenado los elementos conocidos por su peso atómico y después de disponerlos en columnas verticales de siete elementos cada una, observó que en muchos casos coincidían en las filas horizontales elementos con propiedades similares y que presentaban una variación regular.

Esta ordenación, en columnas de siete da su nombre a la ley de las octavas, recordando los periodos musicales. En algunas de las filas horizontales coincidían los elementos cuyas similitudes ya había señalado Döbereiner. El fallo principal que tuvo Newlands fue el considerar que sus columnas verticales (que serían equivalentes a períodos en la tabla actual) debían tener siempre la misma longitud. Esto provocaba la coincidencia en algunas filas horizontales de elementos totalmente dispares y tuvo como consecuencia el que sus trabajos fueran desestimados.

En 1869 el químico alemán Julius Lothar Meyer y el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendelyev propusieron la primera “Ley Periódica”.

Meyer al estudiar los volúmenes atómicos de los elementos y representarlos frente al peso atómico observó la aparición en el gráfico de una serie de ondas. Cada bajada desde un máximo (que se correspondía con un metal alcalino) y subido hasta el siguiente, representaba para Meyer un periodo. En los primeros periodos, se cumplía la ley de las octavas, pero después se encontraban periodos mucho más largos. Aunque el trabajo de Meyer era notablemente meritorio, su publicación no llego a tener nunca el reconocimiento que se merecía, debido a la publicación un año antes de otra ordenación de los elementos que tuvo una importancia definitiva.

Se utilizó como criterio la valencia de los distintos elementos, además de su peso atómico, Mendelyev presentó su trabajo en forma de tabla en la que los periodos se rellenaban de acuerdo con las valencias (que aumentaban o disminuían de forma armónica dentro de los distintos periodos) de los elementos.

Esta ordenación daba de nuevo lugar a otros grupos de elementos en los que coincidían elementos de propiedades químicas similares y con una variación regular en sus propiedades físicas.

La tabla explicaba las observaciones de Döbereiner, cumplía la ley de las octavas en sus primeros periodos y coincidía con lo predicho en el gráfico de Meyer. Además, observando la existencia de huecos en su tabla, Mendelyev dedujo que debían existir elementos que aun no se habían descubierto y además adelanto las propiedades que debían tener estos elementos de acuerdo con la posición que debían ocupar en la tabla.

Años más tarde, con el descubrimiento del espectrógrafo, el descubrimiento de nuevos elementos se aceleró y aparecieron los que había predicho Mendelyev. Los sucesivos elementos encajaban en esta tabla. Incluso la aparición de los gases noblesencontró un sitio en esta nueva ordenación.

La tabla de Mendelyev fue aceptada universalmente y hoy, excepto por los nuevos descubrimientos relativos a las propiedades nucleares y cuánticas, se usa una tabla muy similar a la que él elaboró más de un siglo atrás.

Los últimos cambios importantes en la tabla periódica son el resultado de los trabajos de Glenn Seaborg a mediados del siglo XX, empezando con su descubrimiento del plutonio en 1940 y, posteriormente, el de los elementos transuránidos del 94 al 102 (Plutonio, Pu; Americio, Am; Curio, Cm; Berkelio, Bk; Californio, Cf; Einstenio, Es; Fermio, Fm; Mendelevio, Md; y Nobelio, No).

Seaborg, premio Nobel de Química en 1951, reconfiguró la tabla periódica poniendo la serie de los actínidos debajo de la serie de los lantánidos.

En las tablas escolares suele representarse el símbolo, el nombre, el número atómico y la masa atómica de los elementos como datos básicos y, según su complejidad, algunos otros datos sobre los elementos

Utilidad de la tabla

resulta importante conocer y es de gran utilidad en la nomenclatura, la cual nos brinda información sobre la capacidad de combinación de los elementos o sea su valencia así como su estado o número de oxidación.

Existe una clasificación que ubica a los elementos representativos en ocho grupos identificados como A y a los de transición en B. Los elementos representativos son conocidos así porque el número de grupos representa la cantidad de electrones en su capa de valencia o sea el último nivel, y la cantidad de electrones en esa capa nos indica la valencia máxima que el elemento puede presentar.

La valencia de un elemento se refiere a la capacidad de combinación que presenta; en el caso de los no metales se relaciona con el número de átomos de hidrógeno con que se puede enlazar y en los metales con cuántos átomos de cloro se une.

En la nomenclatura de las sustancias inorgánicas resulta de mayor importancia aún conocer el estado de oxidación, este regularmente es la valencia con un signo que expresa la carga adquirida por el elemento al enlazarse con otros diferentes a él; es decir, átomos de distinta electronegatividad. El estado o número de oxidación generalmente expresa la cantidad de electrones que un átomo aporta en la formación de enlaces con otros átomos de elementos diferentes

Propiedades atómicas

*Tamaño Al hablar del tamaño de un átomo vemos que estamos hablando de algo muy pequeño, por lo tanto Las dimensiones del átomo son miles de veces más pequeñas que la longitud de onda de la luz, por lo que estos no pueden ser observados utilizando instrumentos ópticos.

*Masa: si hablamos de masa, esta es mucho más pequeña, tanto que casi no se puede pesar, entonces quiere decir que la masa de los átomos proviene de los nucleones los protones y neutrones del núcleo.

*nucleón: es un nombre asignado para hablar de forma colectiva sobre el neutrón y protón.

*Niveles de energía: Un electrón ligado en el átomo posee una energía potencial inversamente proporcional a su distancia al núcleo y de signo negativo, lo que quiere decir que esta aumenta con la distancia. La magnitud de esta energía es la cantidad necesaria para desligarlo, y la unidad usada habitualmente para expresarla es elelectrónvoltio (eV). En el modelo mecanocuántico solo hay un conjunto discreto de estados o niveles en los que un electrón ligado puede encontrarse —es decir, enumerables—, cada uno con un cierto valor de la energía. El nivel con el valor más bajo se denomina el estado fundamental, mientras que el resto se denominan estados excitados.

Cuando un electrón efectúa una transición entre dos estados distintos, absorbe o emite un fotón, cuya energía es precisamente la diferencia entre los dos niveles. La energía de un fotón es proporcional a su frecuencia, así que cada transición se corresponde con una banda estrecha del espectro electromagnético denominada línea espectral.

Cada elemento químico posee un espectro de líneas característico. Estas se detectan como líneas de emisión en la radiación de los átomos del mismo. Por el contrario, si se hace pasar radiación con un espectro de frecuencias continuo a través de estos, los fotones con la energía adecuada son absorbidos. Cuando los electrones excitados decaen más tarde, emiten en direcciones aleatorias, por lo que las frecuencias características se observan como líneas de absorción oscuras. Las medidas espectroscópicas de la intensidad y anchura de estas líneas permite determinar la composición de una sustancia.

Algunas líneas espectrales se presentan muy juntas entre sí, tanto que llegaron a confundirse con una sola históricamente, hasta que fue descubierta su subestructura o estructura fina. La causa de este fenómeno se encuentra en las diversas correcciones a considerar en la interacción entre los electrones y el núcleo. Teniendo en cuenta tan solo la fuerza electrostática, ocurre que algunas de las configuraciones electrónicas pueden tener la misma energía aun siendo distintas. El resto de pequeños efectos y fuerzas en el sistema electrón-núcleo rompe esta redundancia o degeneración, dando lugar a la estructura fina. Estos incluyen las correcciones relativistas al movimiento de electrón, la interacción de su momento magnético con el campo eléctrico y con el núcleo, etc.

Además, en presencia de un campo externo los niveles de energía se ven modificados por la interacción del electrón con este, en general produciendo o aumentando la división entre los niveles de energía. Este fenómeno se conoce como efecto Stark en el caso de un campo eléctrico, y efecto Zeeman en el caso de un campo magnético.

Las transiciones de un electrón a un nivel superior ocurren en presencia de radiación electromagnética externa, que provoca la absorción del fotón necesario. Si la frecuencia de dicha radiación es muy alta, el fotón es muy energético y el electrón puede liberarse, en el llamado efecto fotoeléctrico.

Las transiciones a un nivel inferior pueden ocurrir de manera espontánea, emitiendo la energía mediante un fotón saliente; o de manera estimulada, de nuevo en presencia de radiación. En este caso, un fotón «entrante» apropiado provoca que el electrón decaiga a un nivel con una diferencia de energía igual a la del fotón entrante. De este modo, se emite un fotón saliente cuya onda asociada está sincronizada con la del primero, y en la misma dirección. Este fenómeno es la base del láser.

Interacciones eléctricas entre protones y electrones:  Antes del experimento de Rutherford la comunidad científica aceptaba el modelo atómico de Thomson, situación que varió después de la experiencia deErnest Rutherford. Los modelos posteriores se basan en una estructura de los átomos con una masa central cargada positivamente rodeada de una nube de carga negativa.¹²

Este tipo de estructura del átomo llevó a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moverían alrededor del núcleo en órbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una partícula cargada acelerada, como sería necesario para mantenerse en órbita, radiaría radiación electromagnética, perdiendo energía. Las leyes de Newton, junto con las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de 10⁻¹⁰ s, toda la energía del átomo se habría radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo

algo mas sobre átomos.......