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Historia de la tabla periodica - ley de las octavas



Cuando se descubría un nuevo elemento se determinaba su peso atómico y se comportamientos similares estudiaba su reactividad con otras sustancias. De esta forma los químicos comenzaron a observar que habías grupos de elementos que pre que tienen propiedades similares. Sentaban comportamientos similares; ya en el año 1829 Johann Dobereiner (1780-1849) había postulado la existencia de triadas o grupos de tres elementos,como por ejemplo los metales litio, sodio y potasio. El química ruso Dimitri Mendeleyev (1834-1907) observo que al ordenar los elementos según su peso atómico también aparecían ordenadas periódicamente sus propiedades. En 1869 anuncio su ley periódica y publico un tabala ordenada con todos los elementos conocidos entonces tuvo tal fe en su teoría que dejo espacios en blancos en las zonas de la tabla donde la ley periódica no parecía ajustarse, prediciendo el descubrimiento de nuevos elementos que llenarías dichos huecos.


Muchos de los intentos por encontrar una forma de agrupación o clasificación de los elementos, ya sea por su originalidad o por su éxito merecen un reconocimiento, y este es el caso de las Triadas de Döbereiner.


Las Triadas de Döbereiner, fue uno de los primeros intentos de clasificación de los elementos químicos, según la similitud de las propiedades, relacionando sus pesos atómicos. Esta clasificación fue realizada por Johann Wolfgang Döbereiner, un químico aleman, que entre otras cosas también estudió losfenómenos de catalisis.
Döbereiner, en 1817, declaró la similitud entre las propiedades de algunos grupos de elementos, que variaban progresivamente desde el primero al último. Veinte años después, en 1827, destacó la existencia de otras agrupaciones de tres elementos, que seguían una analoga relación entre sí.
Estos grupos eran:
* Cloro, bromo y yodo
* Azufre, selenio y telurio
* Litio, sodio y potasio
A estos grupos de elementos, agrupados de tres en tres, se le conoció con el nombre de triadas.
De estos grupos de tres se continuaron encontrando, hasta que en 1850 ya se tenía conocimiento de entorno a 20 triadas.

Ley de las octavas
Döbereiner hizo un intento de relacionar las propiedades y semejanzas químicas de los elementos y de sus compuestos, con las características atómicas de cada uno de ellos, que en ese caso se trataba de los pesos atómicos, viéndose un gran parecido entre ellos, y una variación progresiva y gradual desde el primero hasta el tercero o último de la triada.


En la clasificación de las triadas (ordenamiento de tres elementos), el químico aleman intentó explicar que el peso atómico medio de los elementos que se encuentran en los extremos de las triadas, es similar al peso atómico de los elementos que se encuentran en la mitad de la triada. Por ejemplo: la triada Cloro, bromo y Yodo, tiene respectivamente 36,80, y 127 respectivamente, en cuanto al peso atómico se refiere. Si realizamos la suma de los extremos, es decir 36+127 y a suvez, la dividimos entre 2, el resultado es 81, o lo que es lo mismo, un número próximo a 80, que casualmente es el número atómico del elemento del medio, es decir, del bromo, hecho que hace que encaje perfectamente en el ordenamiento de la triada
John A. R. Newlands publicó en 1864 una clasificación según un orden creciente de la masa atómica y en grupos de siete elementos, de manera que cada uno tenía propiedades similares al octavo elemento posterior. Las series eran:

H F Cl Co, Ni Br Pd I Pt, Ir
Li Na K Cu Rb Ag Cs Os
*G Mg Ca Zn Sr Cd Ba, V Hg
B Al Cr Y Ce, La U Ta Tl
C Si Ti In Zr Sn W Pb
N P Mn As Di**, Mo Sb Nb Bi
O S Fe Se Rh, Ru Te Au Th

Newlands llamó a estas series ley de las octavas porque simulaba la escala musical. No obstante la siguiente serie comenzaba con tres elementos (Cl, K y Ca) pero después habíai 12 mas hasta llegar al mas parecido que era el Br. Parecía una arbitrariedad la periodicidad de ocho elementos, incluso le sugirieron que tal vez encontraría una periodicidad similar colocando los elementos por orden alfabético. En la tabla estaban todos los elementos conocidos entonces, incluidos los que hacía pocos años que se habían descubierto. El descubrimentode elementos nuevos podía cuestionar la tabla que parecía cerrada. Su propuesta fue rechazada por la Sociedad Química de Londres. A pesar de esto era la primera vez que se utilizaba una secuencia de masas atómicas.

La tabla periódica es la clasificación de los elementosquímicos conocidos actualmente (109) por orden creciente de su núm. Atómico. Varios fueron los intentos que se hicieron desde 1817 hasta 1914 y mas recientemente aun para clasificar los elementos.
Uno de esos trabajos correspondió a Dimitri Mendeleiev, quien ordenara los 63 elementos conocidos en su tiempo tomando en cuenta su peso atómico como ya hemos mencionado.

La actual tabla se basa en la propuesta por Alfred Werner, que se llama tabla periódica larga. Henry Moseley fue quien propuso el orden para los elementos con base en su núm. Atómico como resultado de sus experimentos en rayos x. así se puede enunciar la ley periódica: las propiedades de los elementos y de sus compuestos son funciones periódicas del número atómico de los elementos.
Una clasificación mas reciente es la llamada clasificación cuantica de los elementos que resulta de una repetición periódica de la misma configuración electrónica externa.
ESTRUCTURA ATOMICA Y BASES DE LA TABLA PERIODICA
Se ha visto que un orbital esta determinado por los núm. Cuanticos n, l y m. La designación de las capas para los orbitales de uh núm. Cuantico orbital es: K,L,M,N….. en correspondencia a los valores de n= 1,1,2,3…… respectivamente. La formación de atomos poli electrónicos puede considerarse como el resultado de añadir sucesivamente electrones a orbitales tipo hidrogeno; el núm. De electrones que puede ocupar cada orbital esta limitado a dos y deben tener el núm. Magnético asociado con sus spines opuestos.También se ha visto que los electrones entran en el orbital desocupado disponible de menor energía aprox.
1s, 2s, 2p, 3s,3p,4s,…
Periodo: conjunto de elementos en los cuales el valor (n+l) de su electron diferencial es idéntico, se tiene ocho periodos
Clase: conjunto de elementos en los cuales el valor de l desu electron diferencial es idéntico se distinguen cuatro clases:
Clase s donde ∫= 0 familias 1 y 2


Clase p donde ∫=familias 3 a 8
Clase d donde ∫= familias 9 y 18
Clase donde ∫=familias 19 a 32
Familias: elementos los cuales el valor de ∫ de su electrón diferencial es el mismo y ademas tiene idéntico valor m, se tiene así 32 familias.
ESTUDIO DE LA TABLA PERIODICA LARGA
Los elementos se presentan por un por un símbolo que consiste en una o dos letras que derivan de su nombre latino.
La importancia de la tabla periódica se basa en que no es necesario conocer la química de cada uno de los elementos conocidos para tener un conocimiento elemental dela química, si no que al presentar propiedades similares entre ellos, los elementos pueden agruparse de tal forma que las propiedades puedan recordarse y mas aún se puedan predecir solas.
Elemento químico: es una sustancia que no se puede descomponer en otra mas sencilla por métodos químicos.
Grupos: elementos que tienen configuración electrónica externa semejante, se tienen ocho grupos divididos en subgrupos Ay B correspondes a las columnas verticales.
Periodos: elementos puestos en líneas horizontales; setienen siete periodos y los hay cortos y largos, cada periodo comienza con un metal activo y termina con un gas noble, haciendo el recorrido de izquierda a derecha.
Ejemplo: periodo 2. Li, Be, B, C, N, O, F, Ne
El grupo lo da el número de electrones en el último nivel de energía y el periodo lo da el nivel donde estan esos electrones.
Periodicidad: la localización de los elementos dentro de la tabla coincide con su estructura electrónica y si por ejemplo se conoce la química del sodio, entonces sera conocida la química del litio, potasio o rubidio porque estos elementos se encuentran en el mismo grupo.
Valencia y número de oxidación: la valencia es la capacidad de combinación que tiene el atomo de cada elemento y consiste ene ele núm. De electrones que puede ganar o perder en su último nivel de energía. El número del grupo da la valencia.
GRUPO | I | II | III | IV | V | VI | VII |
VALENCIA | +1 | +2 | +3 | +4–4 | –3 | –2 | –1 |

La tendencia de todos los elementos es la de estabilizar su ultimo nivel de energía con ocho electrones y parecerse al gas noble mas cercano.
Para los elementos de los tres primeros grupos es mas facil perder electrones adquiriendo carga eléctrica positiva.para los elementos de los últimos grupos es mas facil ganar electrones adquiriendo carga negativa.
Algunos elementos presentaran dos o mas valencias debido a que su capacidad de combinación les permite ganar o perder electrones en diferente cantidad, dependiendo del elemento que tengapara combinación.
El estado de oxidación de todos los elementos cuando estan puros, sin combinación es cero.
Metales y no metales: se distinguen dos regiones de elementos, la metalica ala izquierda cuyo comportamiento es el perder electrones convirtiéndose en cationes. la otra región esta ala derecha y corresponde a los no metales cuyo comportamiento es el de ganar electrones convirtiéndose en aniones.
El caracter metalico de la tabla aumenta de arriba hacia abajo en un grupo y de derecha a izquierda en un período. El caracter no metalico aumenta de abajo hacia arriba en un grupo y de izquierda a derecha en un periodo.
Metaloides o semimetales: son los elementos que se encuentran en la región fronteriza entre metales y no metales, y su comportamiento en unos casos corresponde a un metal, ademas de su aspecto, y en otros casos se parece aún no-metal.
Propiedades generales de los metales: Por regla general en su último nivel, tiene de 1 a 3 electrones
* Son sólidos a excepción del mercurio, galio, cesio. Francio, que son líquidos
* Presentan aspecto y brillo metalico
* Son buenos conductores del calor y la electricidad
* Son dúctiles y maleables, algunos son tenaces y otros blandos
* Se oxidan por perdida de electrones
* Su molécula esta formada por un solo atomos su estructura cristalina al unirse con el oxígeno forma óxidos y estos ala reaccionar con agua forman hidróxidos.
* Los elementos alcalinos son mas activos.
Propiedades generalesde los no-metales:

* Tienen tendencias a ganar electrones.
* Poseen alto potencial de ionización y bajo peso especifico
* Por regla general en su último nivel de energía tienen de 4 a 7 electrones.
* Se presentan en los tres estados físicos de agregación.
* No poseen ni aspecto ni brillo metalico.
* Son malos conductores del calor y la electricidad.
* No son dúctiles ni maleables.
* Se reducen por ganancia de electrones.
* Su molécula esta formada por dos o mas atomos.
* Al unirse con los anhídridos y estos al reaccionar con el agua, forman oxiacidos.
* Varios metales presentan alotropía.

ALOTROPÍA: L a existencia de un elemento en dos o mas formas bajo el mismo estado físico de agregación se le conoce como alotropía. las formas diferentes de estos elementos se llaman alótropos.
la alotropía se debe alguna de las sig. Razones:

1. Un elemento tiene dos o mas clases de moléculas, cada una de las cuales contiene distintos números de atomos que existen en la misma fase o estado físico de agregación.
2. Un elemento forma dos o mas arreglos de atomos o moléculas en un cristal.

En mayo de 1990 en el Instituto Max Planck de física nuclear, en Alemania se mezclaron cuidadosamente unas gotas de benceno con un hollín de carbón preparado en forma especial. El disolvente inicialmente incoloro se tornó rojo. Culmina en esa fecha una serie de trabajos teórico- experimentales acerca de una nueva clase de carbón: fullerenos ofutboleros. Que son formas alotrópicas del carbón.

Elementos representativos y de transición: se llaman elementos representativos de la valencia y caracter a los elementos de los subgrupos A, tienen orbitales s o p para su electrón diferencial o electrones de valencia. Los elementos con electrones de valencia en orbitales d se llaman elementos de transición y corresponden a los subgrupos Dentro de estos elementos estan lantanidos y actínidos que se llaman elementos de transición interna, pues sus electrones estan en el orbital f.

Radio atómico: generalmente aumenta con el núm. Atómico en un grupo ya que al aumentar un nivel de energía, la distancia entre el centro del núcleo y el nivel también aumenta. En un periodo el radio atómico disminuye de izquierda a derecha debido a una contracción de la nube electrónica al ser atraída por el núcleo. El radio atómico se expresa en angstrom (Å).
cuando un elemento metalico pierde electrones, su radio se ve disminuido, y cuando un elemento no-metalico gana electrones su radio se ve incrementado.

Volumen de atomos: el atomo esta constituido por un núcleo central con electrones que se mueve a su alrededor, el movimiento hace que los atomos parezcan esferas aun cuando en su mayor parte sean espacios vacíos. La nube electrónica esférica proporciona a los atomos volumen y rechaza a otros atomos. El volumen del atomo no es una cantidad completamente definida debido a que tampoco lo es el límite de la nube electrónica. Haciadentro de la tabla se hacen mas pequeños los atomos (elementos de transición), lo que sig. Un aumento en la densidad ya que se constituye una gran mas en un volumen pequeño: el aumento mas denso es el osmio.

Afinidad electrónica: cuando un elemento en estado gaseoso capta un electrón hay variación de energía. Esta variación de energía se llama afinidad electrónica. En general la afinidad electrónica es mayor para los no-metales. La facilidad con que los elementos captan electrones, es consecuencia de la configuración electrónica, siendo mucho mayor para los elementos situados cerca de los gases nobles.

Potencial o energía de ionización: es la energía necesaria para arrancar un electrón de un atomo aislado en estado gaseoso. El P.I aumenta de abajo hacia arriba en un grupo y de izquierda a derecha en u período. Siendo los metales alcalinos los de menor P.I A y los gases nobles los de mayor P.I
Este P.I se mide en electrón-voltios o en kcal por mol.

Electronegatividad: es una medida relativa del poder de atracción de electrones que tiene un atomo que forma parte de un enlace químico. Su unidad es el Pauling ya que fue Linus C. Pauling quien estableció esta escala. En un grupo la electronegatividad aumenta de abajo hacia arriba y en un periodo aumenta de izquierda a derecha. Así, el elemento mas electronegativo es el flúor (4.0) le sigue el oxígeno (3.5) luego el cloro (3.0) etc.

Nombres de las familias o grupos representativos
* Grupo I: metales alcalinos(de alcali, cenizas)
* Grupo II: metales alcalinotérreos ( de alcali en la tierra)
* Grupo III: familia del boro
* Grupo IV: familia del carbono
* Grupo v: familia del nitrógeno
* Grupo VI: familia del oxígeno o calcógenos
* Grupo VII: halógenos ( formadores de sal)
Grupo I, metales alcalinos
Los metales alcalinos son aquellos que se encuentran en el primer grupo dentro de la tabla periódica.
Con excepción del hidrógeno, son todos blancos, brillantes, muy activos, y se les encuentra combinados en forma de compuestos. Se les debe guardar en la atmósfera inerte o bajo aceite.
Los compuestos de los metales alcalinos son isomorfos, lo mismo que los compuestos salinos del amonio. Este radical presenta grandes analogías con los metales de este grupo.
Estos metales, cuyos atomos poseen un solo electrón en la capa externa, son monovalentes. Dada su estructura atómica, ceden facilmente el electrón de valencia y pasan al estado iónico. Esto explica el caracter electropositivo que poseen, así como otras propiedades.
Los de mayor importancia son el sodio y el potasio, sus sales son empleadas industrialmente en gran escala.

Grupo II, metales alcalinotérreos
Se conocen con el nombre de metales alcalinotérreos los seis elementos que forman el grupo IIA del sistema periódico: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Son bivalentes y se les llama alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus óxidos.
Estos elementos son muy activos aunqueno tanto como los del grupo I. Son buenos conductores del calor y la electricidad, son blancos y brillantes.
Como el nombre indica, manifiestan propiedades intermedias entre los metales alcalinos y los térreos; el magnesio y, sobre todo, el berilio son los que mas se asemejan a estos.

No existen en estado natural, por ser demasiado activos y, generalmente, se presentan formando silicatos, carbonatos, cloruros y sulfatos, generalmente insolubles.

Estos metales son difíciles de obtener, por lo que su empleo es muy restringido.

Grupo III, familia del boro
El boro es menos metalico que los demas. El aluminio es anfótero. El galio, el indio y el talio son raros y existen en cantidades mínimas. El boro tiene una amplia química de estudio.

Grupo IV, Familia del carbono
El estudio de los compuestos del carbono corresponde a la Química Organica. El carbono elemental existe como diamante y grafito.

El silicio comienza a ser estudiado ampliamente por su parecido con el carbono. Los elementos restantes tienen mas propiedades metalicas.

Grupo V, familia del nitrógeno
Se considera a este grupo como el mas heterogéneo de la tabla periódica. El nitrógeno esta presente en compuestos tales como las proteínas, los fertilizantes, los explosivos y es constituyente del aire. Como se puede ver, se trata de un elemento tanto benéfico como perjudicial. El fósforo tiene ya una química especial de estudio, sus compuestos son generalmente tóxicos. El arsénico es un metaloidevenenoso. El antimonio tiene gran parecido con el aluminio, sus aplicaciones son mas de un metal.

Grupo VI, Colagenos
Los cinco primeros elementos son no-metalicos, el último, polonio, es radioactivo. El oxígeno es un gas incoloro constituyente del aire. El agua y la tierra. El azufre es un sólido amarillo y sus compuestos por lo general son tóxicos o corrosivos. La química del teluro y selenio es compleja.

Grupo VII, halógenos
El flúor, el cloro, el bromo, el yodo y el astato, llamados metaloides halógenos, constituyen el grupo de los no metales monovalentes. Todos ellos son coloreados en estado gaseoso y, desde el punto de vista químico, presentan propiedades electronegativas muy acusadas, de donde se deriva la gran afinidad que tienen con el hidrógeno y los metales.

Los formadores de sal se encuentran combinados en la naturaleza por su gran actividad. Las sales de estos elementos con los de los grupos I y II estan en los mares. Las propiedades de los halógenos son muy semejantes. La mayoría se sus compuestos derivados son tóxicos, irritantes, activos y tienen gran aplicación tanto en la industria como en el laboratorio.

G.A.OCAMPO, F. FABILA, V.M RAMIREZ. FUNDAMENTOS DELA QUIMICA I . PUBLICACIONES CULTURA. SEXTA IMPRECIÓN 2002

TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE HUIXQUILUCAN

LA TABLA PERIODICA

CONSUELO COUHO MARA ESPERANZA

11090075

SEMESTRE: SEPTIEMBRE 2011-FEBRERO 2012

FECHA A ENTREGAR: 14 DE SEP. 2011




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