TABLA PERIODICA

• Como el número de elementos conocidos aumentó, los científicos empezaron a investigar la posibilidad de clasificarlos en formas útiles.

• En 1869 Mendeleyev en Rusia y Lothar Meyer en Alemania, publicaron esquemas casi idénticos para la clasificación de los elementos. Ambos notaron que las propiedades químicas y físicas similares se repiten en forma periódica cuando los elementos se acomodan en orden creciente a su peso atómicos

EL NUMERO ATOMICO

• En 1913, Henry Moseley bombardeó diferentes elementos con electrones energéticos y observó que estos emitían rayos X de diferente frecuencia (γ).

• Observó que una representación γ1/2 de los rayos X frente al peso atómico daba casi una línea recta. Sin embargo, había tres pares de elementos que no caían en esta línea( Ar y K, Co y Ni, Te y I ).

• Cuando Moseley representó a γ1/2 frente al número atómico (Z) todos caían en línea recta.

• Actualmente los elementos están ordenados en la tabla en base al número atómico (Z).

CLASIFICACION PERIODICA DE LOS ELEMENTOS

• Los elementos representativos (Grupo A) son los elementos del 1A al 7A, todos los cuales tienen electrones en los sub-

niveles S ó P del máximo número cuántico principal.

• Con excepción del Helio ( 1S2 ), los gases nobles (Grupo 8A)

todos tienen los sub-niveles p completos.

• Los metales de transición son los elementos del Grupo B, los

cuales tienen capas d incompletas, excepto el grupo 2B.

• A los lántanidos y actínidos algunas veces se les llama

elementos de transición interna, tienen subniveles fincompletos.

Tabla periódica

CONFIGURACION ELECTRONICA Y TABLA PERIODICA

CARGA NUCLEAR , CARGA NUCLEAR EFECTIVA Y EFECTO PANTALLA

• La carga nuclear de un átomo está dada por el número de protones que tiene el núcleo, es decir el número atómico.

• Ejemplo: La carga nuclear del 11Na es 11.

• La carga nuclear efectiva, es la carga positiva neta que atrae a los electrones exteriores.

• La carga nuclear efectiva ( Z ef ) es igual al número de protones del núcleo ( Z ) menos el número de electrones interiores (e) que hay entre el núcleo y los electrones en cuestión.

• Z ef = Z - e

• La carga positiva que experimentan los electrones de la capa exterior siempre es menor que la carga nuclear total, porque los electrones interiores contrarrestan parcialmente la carga positiva del núcleo.

• Se dice que los electrones interiores escudan a los electrones exteriores respecto a la carga total del núcleo, este efecto recibe el nombre de efecto pantalla.

N e-

Núcleo

Electrones interioresEfecto pantalla

Electrón exterior

Para el caso de un grupo o familia química:• A medida que se desciende dentro de un grupo, cada

elemento sucesivo tiene su electrón externo en un nivel con mayor valor de n (nivel de energía) .

• La carga nuclear efectiva sobre los electrones externos es la misma, de manera que el efecto neto es un aumento de tamaño del átomo al aumentar el número atómico del grupo.

• 3Li [ He] 2S1 carga nuclear efectiva +1

• 11Na [ Ne] 3S1 carga nuclear efectiva +1

• 19K [ Ar] 4S1 carga nuclear efectiva +1

• 37Rb [ Kr] 5S1 carga nuclear efectiva +1

• 55Cs [ Xe] 6S1 carga nuclear efectiva +1

Para el caso de elementos de un mismo período:• Para los elementos representativos, a medida que se va de

izquierda a derecha a lo largo de un periodo, se agregan electrones al mismo nivel y simultáneamente aumenta la carga nuclear.

• Puesto que los electrones del nivel externo no se protegen muy bien unos de otros del núcleo, aumenta la carga nuclear efectiva que actúa sobre cualquier electrón en el nivel externo, este aumento de carga nuclear efectiva da lugar a una mayor atracción de los electrones externos, como consecuencia hay una disminución del tamaño atómico.

Elementos del Tercer periodo

• 11Na [ Ne] 3S1 carga nuclear efectiva +1

• 12Mg [ Ne] 3S2 carga nuclear efectiva +2

• 13Al [ Ne] 3S2 3P1 carga nuclear efectiva +3

• 14Si [ Ne] 3S2 3P2 carga nuclear efectiva +4

• 15P [ Ne] 3S2 3P3 carga nuclear efectiva +5

• 16S [ Ne] 3S2 3P4 carga nuclear efectiva +6

• 17Cl [ Ne] 3S2 3P5 carga nuclear efectiva +7

PROPIEDADES PERIODICASRadio atómico

• Numerosas propiedades físicas están relacionadas con el tamaño de los átomos.

• El radio atómico de un metal es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos adyacentes.

• Para elementos que existen como moléculas diatómicas simples, el radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de los dos átomos en una molécula específica.

• Al estudiar las tendencias conviene tener en mente que los radios atómicos están determinados en gran medida por cuán fuertemente atrae el núcleo a los electrones.

Radio atómico

Variación del radio atómico

Tamaño de los iones• El tamaño de un ión depende de su carga nuclear, del

número de electrones que posee y de los orbitales en los que residen los electrones de la capa exterior.

• Los iones positivos se forman quitando uno o más electrones de la región externa del átomo, dejando orbitales vacíos, reduciendo las repulsiones electrostáticas, por lo que el catión es de menor tamaño que el átomo original

• 11Na 1s2 2s2 2P6 3S1 Na+ 1s2 2s2 2P6

Na Na+

• Cuando se agregan electrones para formar un anión, el aumento de las repulsiones electrón - electrón hace que los electrones se extiendan más en el espacio, por lo tanto los aniones son más grandes que el átomo original.

• 9F 1s2 2s2 2p5 F - 1s2 2s2 2p6

• Los iones que tienen igual número de electrones se llaman isoelectrónicos, no tienen el mismo tamaño.

• Na + 1s2 2s2 2p6 0.97 Å• F - 1s2 2s2 2p6 1.33 Å

F F -

RADIO IONICO

Carácter metálico

• Los elementos se pueden dividir en tres grandes categorías: metales no metales y metaloides.

• Hay una estrecha relación entre las configuraciones electrónicas de los átomos y la forma como se presentan en la naturaleza.

• Aproximadamente tres cuartas partes de los elementos son metales y estos están situados en las secciones media e izquierda de la tabla.

• Los no metales se localizan en la esquina superior derecha.• Los metaloides se encuentran entre los metales y los no

metales

Propiedades características de elementos metálicos y no metálicos

Elementos metálicos:• Lustre metálico • Sólidos dúctiles y maleables• Buena conductividad térmica y eléctrica

• La mayor parte de sus óxidos son sólidos iónicos básicos.• En soluciones acuosas existen como cationes.

Elementos no metálicos:• Sin lustre, de varios colores.• Malos conductores del calor y de la electricidad.

• La mayor parte de sus óxidos son compuestos moleculares ácidos.

• En solución acuosa existen como aniones.

Variación del carácter metálico

ENERGIA DE IONIZACION

• La energía de ionización de un átomo, es la energía mínima necesaria para eliminar un electrón de un átomo gaseoso aislado.

• La energía de la primera ionización (I1), es la energía requerida para quitar un electrón a un átomo neutro.

Na(g) Na+ (g) + e - I1 = 496KJ/mol

• La segunda energía de ionización (I2), es la energía requerida para quitar el segundo electrón.

Na+ (g) Na2+ (g) + e - I2 = 4560KJ/mol

• La energía de ionizacion disminuye con el aumento del radio atómico, es decir en un grupo o familia, por ejemplo en el grupo 1A, la energía de ionización del Cesio es menor que la del Litio.

• En un periodo, la energía de ionización aumenta de izquierda a derecha, porque en ese sentido, disminuye el radio iónico.

• Aumenta la energía de ionización• 1A 2B 3A 4A 5A 6A 7A• Li Be B C N O F

• Na Mg Al Si P S Cl

• K Ca Ga Ge As Se Br

• Rb Sr In Sn Sb Te I

Aumenta

Electronegatividad

• La electronegatividad se define como la capacidad de un átomo para atraer electrones hacía sí mismo cuando forma parte de un enlace covalente.

• Linus Pauling, químico norteamericano fue el primero en desarrollar el concepto de electronegatividad.

• Cada periodo de la tabla presenta un incremento uniforme en la electronegatividad de izquierda a derecha, es decir de los metales hacia los no metales.

• La electronegatividad disminuye cuando aumenta el número atómico en cualquiera de los grupos.