EL SISTEMA PERIÓDICO...UNIDAD DIDÁCTICA 2: EL SISTEMA PERIÓDICO APARTADO 1 - CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M

UNIDAD DIDÁCTICA 2: EL SISTEMA PERIÓDICO

APARTADO 1 - CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M. ARTEAGA

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QUÍMICA. 2º DE BACHILLERATO. ESTUDIOS A DISTANCIA. PROFESOR: CARLOS MARTÍN ARTEAGA

UNIDAD DIDÁCTICA 2

EL SISTEMA PERIÓDICO

1.- CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

ESTUDIA / APRENDE

A qué llamamos Elemento Químico

Qué es el Sistema Periódico y porqué se clasificaron de esta manera los elementos químicos.

A qué llamamos Grupos o Familias y a qué llamamos Periodos.

Dónde se encuentran los Metales, los No Metales, los Gases Nobles y las Tierras Raras.

La descripción del S.P. y la estructura exacta de la tabla.

Los nombres, símbolos y posición exacta en la tabla de los alcalinos, alcalino-térreos,

boroideos, carbonoideos, nitrogenoideos, anfígenos, halógenos y gases nobles.

Los nombres y símbolos de los elementos más importantes de los metales de transición.

Las cuatro grandes zonas en qué se divide la Tabla Periódica atendiendo a la terminación de

la configuración electrónica.

Cuál es la configuración electrónica estable.

ELEMENTO QUÍMICO: el elemento químico es una sustancia formada por átomos con el mismo número atómico. Por tanto un elemento químico no podemos descomponerlo en otras sustancias.

Una vez que se descubrieron todos los elementos químicos se decidió ordenarlos en una tabla teniendo en cuenta que se encontraron elementos químicos con propiedades químicas semejantes. Por ello se agruparon los elementos químicos según fueran estas propiedades químicas. Surge así el sistema periódico.

SISTEMA PERIÓDICO: el sistema periódico es una tabla en la que se encuentran representados y ordenados todos los elementos químicos que existen. Estos elementos están ordenados según su número atómico creciente, es decir, empieza con el elemento cuyo número atómico es 1, sigue con el 2, el 3… y situando en las mismas columnas verticales los elementos químicos con propiedades químicas parecidas.

Los elementos en el sistema periódico están distribuidos en PERIODOS que son 7 líneas horizontales y en GRUPOS o FAMILIAS que son las 18 columnas verticales.

Los elementos que pertenecen a las mismas familias tienen propiedades químicas semejantes.

Observamos que los elementos están divididos en dos grandes grupos separados por una línea en escalera. Los elementos que se encuentran a la izquierda de esta línea son los METALES, los que se encuentran a la derecha son los NO METALES; la última columna a la derecha no son metales ni no metales y reciben el nombre de GASES NOBLES.

Los 7 periodos del sistema periódico no son todos iguales; el primero es muy corto, tiene solo 2 elementos. El segundo y el tercero son cortos, tienen 8 elementos cada uno. El cuarto y el quinto son largos, con 18 elementos cada uno. El sexto y el séptimo son muy largos, tienen 32 elementos cada uno, aunque el séptimo está incompleto. Estos dos últimos periodos están divididos en la tabla quedando 14 elementos de cada periodo en un apartado distinto, son las llamadas TIERRAS RARAS que comprende a los lantánidos y a los actínidos.

Al escribir la configuración electrónica de los elementos que pertenecen al mismo grupo o familia observamos que los últimos electrones que entran en cada átomo en dicha configuración están situados en el mismo tipo de orbital aunque en niveles diferentes, habiendo además el mismo número de electrones en ese tipo de orbital. Así, por ejemplo, en los alcalinos el último electrón ocupa la posición s1, en los alcalino-terreos la posición s2 o en los halógenos la posición p5.

Además comprobamos que en los elementos que se encuentran situados en el mismo periodo el nivel más alto donde hay electrones coincide con el número del periodo en que se encuentran; así, por ejemplo todos




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los elementos que se encuentran en el cuarto periodo el nivel más alto donde hay electrones es el cuarto nivel.

EJEMPLOS:

La configuración electrónica del CLORO es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5, es decir termina en p5 y su nivel más alto es el 3, lo que significa que la posición del cloro en la tabla periódica es COLUMNA p5; PERIODO 3.

La configuración electrónica del CALCIO es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2, es decir termina en s2 y su nivel más alto es el 4, por tanto, la posición del calcio en la tabla periódica es COLUMNA s2; PERIODO 4.

La configuración electrónica del ZIRCONIO es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2, es decir termina en d2 y su nivel más alto en el que hay electrones es el 5, lo que significa que la posición del zirconio en la tabla periódica es COLUMNA d2; PERIODO 5.

Según lo anterior es lógico pensar que existe una relación directa entre las propiedades químicas de un elemento y el número de electrones más externo de configuración electrónica ya que este número es idéntico y es la característica común en todos los elementos pertenecientes al mismo grupo y por tanto con propiedades químicas similares. Por otra parte, podemos dividir la Tabla Periódica en cuatro grandes zonas dependiendo del tipo de orbital en el que entren los últimos electrones:

Zona "s": las dos primeras columnas; Zona "d": las diez siguientes; Zona "p": las seis de la derecha;

Zona "f": las tierras raras.

ZONA “s” ZONA “p”

1

He

1s2

2

3 Z O ZONA “d”

4

5 s1 s2 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6

6

7

ZONA “f”

* f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14

Ia

1

IIa

2

IIIb

3

IVb

4 Vb

5

VIb

6

VIIb

7

VIII

8

VIII

9

VIII

10 Ib

11

IIb

12

IIIa

13

IVa

14

Va

15

VIa

16

VIIa

17 0

18

1 H

1

He

2

2 Li

3

Be

4

B

5

C

6

N

7

O

8

F

9

Ne

10

3 Na

11

Mg

12

Al

13

Si

14

P

15

S

16

Cl

17

Ar

18

4 K

19

Ca

20

Sc

21

Ti

22

V

23

Cr

24

Mn

25

Fe

26

Co

27

Ni

28

Cu

29

Zn

30

Ga

31

Ge

32

As

33

Se

34

Br

35

Kr

36

5 Rb

37

Sr

38

Y

39

Zr

40

Nb

41

Mo

42

Tc

43

Ru

44

Rh

45

Pd

46

Ag

47

Cd

48

In

49

Sn

50

Sb

51

Te

52

I

53

Xe

54

6 Cs

55

Ba

56

La*

57

Hf

72

Ta

73

W

74

Re

75

Os

76

Ir

77

Pt

78

Au

79

Hg

80

Tl

81

Pb

82

Bi

83

Po

84

At

85

Rn

86

7 Fr

87

Ra

88

Ac**

89

* Ce

58

Pr

59

Nd

60

Pm

61

Sm

62

Eu

63

Gd

64

Tb

65

Dy

66

Ho

67

Er

68

Tm

69

Yb

70

Lu

71

** Th

90

Pa

91

U

92

Np

93

Pu

94

Am

95

Cm

96

Bk

97

Cf

98

Es

99

Fm

100

Md

101

No

102

Lr

103




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FAMILIAS:

ALCALINOS: IA (EXCEPTO HIDRÓGENO) ; ALCALINO-TÉRREOS: IIA

METALES DE TRANSICIÓN: DESDE IIIB HASTA

IIB

BOROIDEOS O TÉRREOS: IIIA ;

CARBONOIDEOS: IVA NITROGENOIDEOS: VA ;

ANFÍGENOS: VIA HALÓGENOS: VIIA

GASES NOBLES: 0 TIERRAS RARAS: ZONA F

¡MUY IMPORTANTE!: EL HIDRÓGENO.

En muchas tablas periódicas el hidrógeno se encuentra situado en la primera columna, pues su configuración electrónica es 1s1. Sin embargo, la realidad es que el hidrógeno es un elemento único que no pertenece a ninguna familia, pues no posee propiedades semejantes con ningún otro elemento. Además hay que tener en cuenta que el HIDRÓGENO es un NO METAL.

ACTIVIDAD RESUELTA:

¿Cuáles de los siguientes elementos químicos exhibirán mayor semejanza en sus propiedades físicas y químicas? a) Al y P; b) Be y S; c) O y N; d) F y Cl.

La respuesta es la c, ya que los elementos F y Cl tienen la misma configuración electrónica externa 𝑛𝑠2 𝑛𝑝5 y pertenecen al mismo grupo de la tabla periódica, por lo que sus propiedades físicas y sobre todo químicas son similares.

s2p6: LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA ESTABLE:

Al estudiar el comportamiento de los átomos de los diferentes elementos químicos se observó que los átomos de los llamados gases nobles nunca se unían con otros átomos para formar compuestos químicos e, incluso, ni siquiera se unían entre ellos para formar estructuras. Eran gases “monoatómicos” o, lo que es lo mismo, sus partículas características estaban formadas por un solo átomo, y entre los diferentes átomos no surgían fuerzas de atracción, por lo que eran gases.




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Teniendo en cuenta que el comportamiento químico de los átomos estaba íntimamente relacionado con la configuración electrónica que poseían dichos átomos se procedió a estudiar la configuración electrónica de los gases nobles y se observó que, menos en el primero de ellos (el Helio) que tiene configuración 1s2, el resto coincide en la distribución de los átomos más energéticos: todos terminan en s2p6 (tal y como se puede deducir por la posición en la Tabla Periódica).

Además se comprobó que los átomos de todos los elementos químicos tienden a formar iones, es decir a ganar o perder electrones: todos menos los gases nobles. Estos últimos nunca forman iones, siempre están en estado neutro.

Y, es más, se comprobó que el número de electrones que tendían a perder o ganar los otros átomos no era un número cualquiera, sino que perdían o ganaban un número tal que la nueva configuración electrónica coincidía en su terminación con la del gas noble que estuviera más cerca en la tabla periódica: todos tendían a terminar en una configuración s2p6, excepto los cercanos al helio que tendían a terminar en 1s2.

De todo ello se dedujo que la configuración electrónica terminada en s2p6 es una configuración electrónica que dota de estabilidad a los átomos, y que estos llegan a conseguirla mediante la pérdida o ganancia de electrones; los gases nobles la poseen sin necesidad de formar iones.

CONTESTA Y REPASA Haz una descripción del S. P. indicando el número de columnas, de filas

horizontales, expresando como son éstas...

Rellena la siguiente tabla:

ELEMENTO SÍMBOLO FAMILIA

COBRE

Pb

NÍQUEL

F

TELURO

Kr

CALCIO

Cr

¿A qué llamamos GRUPO o FAMILIA en el S. P.? ¿En qué se parecen los elementos que pertenecen a la misma familia?

¿A qué llamamos PERIODO en el S. P.?

¿Cuál será la configuración electrónica de un elemento situado el grupo 10 y periodo 5?

Escribe la configuración electrónica de la última capa de: a) el segundo alcalino-terreo; b) el tercer elemento del grupo 9; c) el selenio.

A través de sus configuraciones electrónicas explica cuál de los siguientes elementos no es un metal de transición: a) Ru; b) Au; c) Al; d) W

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