LA TABLA PERIУDICA.

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LA TABLA PERIÓDICA.
TEMA 2
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Contenidos

• 1.- Repaso de conceptos.
• 2. - Antecedentes históricos del S.P..
• 3. - Sistema Periódico actual.
• 4. - Configuración electrónica y clasificación
  periódica.
• 5. - Propiedades periódicas
• 5.1. Radio atómico. Radios iónicos.
• 5.2. Energía de ionización.
• 5.3. Afinidad electrónica.
• 5.4. Electronegatividad.
• 5.5. Carácter metálico y no metálico.

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1. - REPASO DE CONCEPTOS

• Las sustancias puras son aquellas que tienen
  propiedades características (densidad, punto de
  fusión, etc.) fijas y pueden ser
• Elementos No se pueden descomponer en otras
  más simples por los procedimientos físicos y
  químicos ordinarios. Ej el oxígeno, el
  hidrógeno, etc.
• Compuestos Se pueden descomponer en los
  elementos que los forman por procedimientos
  químicos. Ej el agua, el amoniaco, etc.
• Hoy en día, se considera que ELEMENTO es la
  clase de materia que está formada por átomos de
  igual número atómico. Se conocen 118, de los que
  90 existen en la Naturaleza y el resto se
  preparan artificialmente, aunque tienen una vida
  muy pequeña y se desintegran en otros.

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2. - ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL S.P

• Cuando a principios del siglo XIX se midieron las
  masas atómicas de una gran cantidad de elementos,
  se observó que ciertas propiedades variaban
  periódicamente en relación a su masa.
• De esa manera, hubo diversos intentos de agrupar
  los elementos, todos ellos usando la masa atómica
  como criterio de ordenación.

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Primeras clasificaciones periódicas.

• Lavoisier en un primer intento de clasificación
  de los elementos conocidos, los agrupó en metales
  y no metales.
• Triadas de Döbereiner (1829)
• Buscaba tríos de elementos en los que la masa del
  elemento intermedio es la media aritmética de la
  masa de los otros dos. Así se encontraron las
  siguientes triadas
• Cl, Br y I
• Li, Na y K
• Ca, Sr y Ba
• S, Se y Te

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Primeras clasificaciones periódicas.

• Anillo de Chancourtois (1862).Coloca los
  elementos en espiral de forma que los que tienen
  parecidas propiedades queden unos encima de
  otros.

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Primeras clasificaciones periódicas.

• En 1864, Newland agrupó los elementos por orden
  de pesos atómicos en filas de siete elementos, de
  forma que el octavo elemento tenía las mismas
  propiedades que el primero el noveno, las del
  segundo, etc. Se conoce como ley de las octavas

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Clasificación de Mendeleiev

• La clasificación de Mendeleiev es la más conocida
  y elaborada de todas las primeras clasificaciones
  periódicas.
• En 1869, Meyer basándose en las propiedades
  físicas y Mendeleev en las propiedades químicas,
  publicaron de forma independiente, tablas de
  elementos ordenados por su peso atómico, en las
  que aparecían grupos y subgrupos de elementos que
  presentaban propiedades comunes. Mendeleev
  estableció la llamada ley periódica, que se puede
  enunciar
• "Las propiedades de los elementos no son
  arbitrarias, sino que varían con el peso atómico
  de una forma regular".

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• Clasificó lo 63 elementos conocidos hasta
  entonces utilizando el criterio de masa atómica
  usado hasta entonces.
• Hasta bastantes años después no se definió el
  concepto de número atómico puesto que no se
  habían descubierto los protones.
• Dejaba espacios vacíos, que él consideró que se
  trataba de elementos que aún no se habían
  descubierto.

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Clasificación de Mendeleiev

• Así, predijo las propiedades de algunos de éstos,
  tales como el germanio (Ge).
• En vida de Mendeleiev se descubrió el Ge que
  tenía las propiedades previstas.
• Un inconveniente de la tabla de Mendeleiev era
  que algunos elementos tenía que colocarlos en
  desorden de masa atómica para que coincidieran
  las propiedades.
• Él lo atribuyó a que las masas atómicas estaban
  mal medidas. Así, por ejemplo, colocó el teluro
  (Te) antes que el yodo (I) a pesar de que la masa
  atómica de éste era menor que la de aquel.

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Clasificación de Mendeleiev
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3.-LA TABLA PERIÓDICA ACTUAL

• En 1913 Moseley, estudiando los espectros de
  rayos X de los elementos consideró que el
  criterio a seguir para la construcción del S.P.
  no era el peso atómico sino el número atómico.
• Enunció la ley periódica "Si los elementos se
  colocan según aumenta su número atómico, se
  observa una variación periódica de sus
  propiedades físicas y químicas".

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LA TABLA PERIÓDICA ACTUAL

• Werner y Paneth propusieron el actual sistema o
  tabla periódica donde los elementos están
  ordenados atendiendo a su número atómico
  creciente en una unidad, leído de izquierda a
  derecha y de arriba abajo, de forma que los
  elementos que tienen propiedades semejantes se
  encuentran en una misma columna.

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LA TABLA PERIÓDICA ACTUAL
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Grupos
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4. - Configuración electrónica y clasificación
periódica

• Hay una relación directa entre el último orbital
  ocupado por un e de un átomo y su posición en la
  tabla periódica y, por tanto, en su reactividad
  química, fórmula estequiométrica de compuestos
  que forma...
• Se clasifica en cuatro bloques
• Bloque s (A la izquierda de la tabla)
• Bloque p (A la derecha de la tabla)
• Bloque d (En el centro de la tabla)
• Bloque f (En la parte inferior de la tabla)

Representativos
Transición
Transición interna
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Configuración electrónica y clasificación
periódica
Bloque s
Bloque d
Bloque p
Bloque f
18
Estructura electrónica y tabla periódica
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Ejemplo Determinar la posición que ocupará un
átomo cuya configuración electrónica termine en 6
s2 5d4
19
Grupo 6 periodo 6 Elemento de transición
W
20
Ejemplo Determinar la posición que ocupará un
átomo cuya configuración electrónica termine en 4
s2 3d1
20
Grupo 3 periodo4 Elemento de transición
Sc
21
Ejemplo Identifica el elemento cuya
configuración electrónica termine en 5s24d105p5
21
Grupo 17 periodo5. Elemento representativo.
Halógeno. IODO
I
22
Ejemplo Identifica el elemento cuya
configuración electrónica termine en 6s2
22
Grupo 2 periodo 6. Elemento representativo.
Alcalinoterreo .BARIO
Ba
23
Ejemplo Identifica el elemento cuya
configuración electrónica termine en 4s23d104p1
23
Grupo 13 periodo 4. Elemento representativo.
Boroideo. GALIO
Ga
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Ejemplo Sitúa en el Sistema Periódico el
elemento cuya configuración electrónica termine
en 7s2 6d 15f3
24
Grupo 3 periodo 7. Elemento de transición
interna. Actínido. URANIO.
U
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IRREGULARIDADES

• Las más importantes se dan en los elementos de
  los grupos VI B (6)y I B (11), debido a la mayor
  estabilidad que adquieren los átomos cuando todos
  los orbitales de un subnivel están llenos o
  semillenos. Así las configuraciones del Cr y del
  Cu son
• Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 en vez
  de 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
• Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 en vez de
  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9

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PROPIEDADES QUÍMICAS

• Las propiedades químicas de un elemento dependen
  casi exclusivamente de la configuración de la
  capa de valencia, de ahí que los elementos de un
  mismo grupo tengan propiedades semejantes. Ej
  Los alcalinos tienen la capa de valencia s1, los
  halógenos s2 p5, etc., lo cuál se traduce en
  semejanza de propiedades
• Li He 2s1
• Na Ne 3s1
• K Ar 4s1
• Rb Kr 5s1

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PROPIEDADES QUÍMICAS

• Todos los elementos de transición poseen la capa
  de valencia con 2 electrones (s2), ya que el
  electrón diferenciador va ocupando orbitales d
  del penúltimo nivel, por lo cual todos ellos
  poseen propiedades semejantes esta semejanza se
  acentúa todavía más en los elementos de
  transición interna ya que el electrón
  diferenciador va ocupando orbitales f del
  antepenúltimo nivel y, por tanto, tienen los dos
  últimos niveles iguales.

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Sistemas periódicos interactivos

• Propiedades de los elementos
• http//www.lenntech.com/espanol/tabla-periodica.ht
  m
• Configuraciones electrónicas
• http//es.wikipedia.org/wiki/ConfiguraciC3B3n_el
  ectrC3B3nica_de_los_elementos_quC3ADmicos

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5. - Propiedades periódicas.

• Son aquellas propiedades que varían de forma
  regular a lo largo del S.P. repitiéndose
  periódicamente. Los factores a considerar para
  explicar su variación son
• - el número de niveles o capas ocupadas cuanto
  más niveles más alejados están los electrones del
  núcleo, y por tanto, menor atracción nuclear.
• - la carga nuclear (Z) a mayor número de
  protones en el núcleo mayor atracción sobre los
  electrones.
• - el efecto de pantalla de los electrones
  internos, debido a la repulsión que ejercen sobre
  los electrones más externos. Este efecto hace que
  la carga nuclear parezca ser menor, por lo que la
  carga nuclear debe reeemplazarse por una carga
  nuclear efectiva Zefec., z
• z z- s siendo s la constante de
  apantallamiento que varía de forma irregular.

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Propiedades periódicas

• Radio atómico y radio iónico.
• Energía de ionización.
• Afinidad electrónica.
• Electronegatividad
• Carácter metálico y no metálico.

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5.1 Radio atómico y radio iónico

• Dado que el conjunto de la nube electrónica de
  los átomos no tiene límite definido, el tamaño de
  un átomo no puede ser precisado de un modo
  simple, y además dependiendo de los átomos
  vecinos y del tipo de enlace que forme con ellos,
  puede variar.
• Es decir, el radio de un mismo átomo depende del
  tipo de enlace que forme, e incluso del tipo de
  red cristalina que formen los metales.

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Variación del radio atómico en un periodo

• En un mismo periodo disminuye al aumentar la
  carga nuclear efectiva (hacia la derecha).
• Es debido a que los electrones de la última capa
  estarán más fuertemente atraídos.

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Variación del radio atómico en un grupo.

• En un grupo, el radio aumenta al aumentar el
  periodo, pues existen más capas de electrones.

• http//concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciaci
  on_interactiva_materia/curso/materiales/tabla_peri
  od/tabla.htm

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Aumento en el radio atómico
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Radio iónico

• Es el radio que tiene un átomo que ha perdido o
  ganado electrones, adquiriendo la estructura
  electrónica del gas noble más cercano.
• Los cationes son menores que los átomos neutros
  por la mayorcarga nuclear efectiva
  (menorapantallamiento o repulsión de e?).
• Los aniones son mayores que los átomos neutros
  por la dismi-nución de la carga nuclear
  efecti-va (mayor apantallamiento o repulsión
  electrónica).

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Comparación de radios atómicos e iónicos
37
37

• Si los iones tienen distinta carga y son
  isoelectrónicos (mismo número de electrones), es
  decir, si tienen la misma configuración
  electrónica, el radio es inversamente
  proporcional a la carga nuclear.

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5.2 Energía de ionización (EI) (potencial de
ionización).

• 1er Potencial de ionización
• Energía necesaria para arrancar un electrón de
  un átomo aislado en fase gaseosa en su estado
  fundamental y obtener un ion monopositivo gaseoso
  en su estado fundamental más un electrón sin
  energía cinética. Siempre se les asigna un valor
  positivo, por tratarse de una reacción
  endotérmica.

Es siempre positiva (proceso endotérmico).
http//www.librosite.net/data/glosarios/petrucci/v
ideos/cap10/energia_de_ionizacion.htm
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Energía de ionización (EI) (potencial de
ionización).

• 2º Potencial de ionización
• Energía necesaria para arrancar a un ión
  monopositivo gaseoso en estado fundamental y
  obtener un ión dipositivo en las mismas
  condiciones más un electrón sin energía cinética.

Es siempre positiva (proceso endotérmico).
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Variación de EI en el Sistema Periódico

• La EI aumenta hacia arriba en los grupos y hacia
  la derecha en los periodos por aumentar Z y
  disminuir el radio.
• La EI de los gases nobles, al igual que la 2ª EI
  en los metales alcalinos, es enorme.

41
Variación de EI en el Sistema Periódico
42
5.3 Afinidad electrónica (AE)
Es " la energía que desprende un átomo gaseoso,
aislado, en su estado fundamental cuando gana un
electrón ". Átomo (g) 1
e- ? Anión (g) - A.E.
Ej Cl (g) 1 e- ? Cl (g)- A.E. Hay
que hacer notar que algunos elementos no
desprenden energía cuando ganan un electrón, por
el contrario, se les tiene que aportar energía.
Para distinguirlas se sigue el siguiente criterio
de signos la energía absorbida se considera
positiva y la energía desprendida, negativa.
http//www.librosite.net/data/glosarios/petrucci/v
ideos/cap10/afinidad_electronica.htm
43
Variación de la AE en el Sistema Periódico

• Al avanzar hacia la derecha en un periodo, la
  A.E., en valor absoluto, aumenta ( se desprende
  más energía ) ya que el radio disminuye y la
  carga nuclear aumenta por lo que el núcleo
  ejercerá mayor atracción sobre el electrón
  adicional. Los elementos de mayor A.E. serán los
  halógenos debido a que al ganar un electrón se
  completa la capa, adquiriendo configuración de
  gas noble ( 8 electrones en la capa de valencia
  que es el estado de mayor estabilidad ) mientras
  que los gases nobles serán los de menor A.E.,
  tienen A.E. positivas, ya que hay que aportar
  energía para que puedan ganar el electrón
  adicional que se sitúa en otra capa, rompiéndose
  la estabilidad.

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Variación de la AE en el Sistema Periódico

• Al descender en un grupo, la A.E. disminuye, ya
  que aumenta el radio atómico y aunque aumenta la
  carga nuclear, la atracción que ejercerá el
  núcleo sobre el electrón adicional será menor por
  el efecto de pantalla de los electrones internos.

45
Variación de la AE en el Sistema Periódico
46
Variación de la AE en el Sistema Periódico

• Las sucesivas AE son positivas debido a las
  repulsiones entre el 2º electrón (3º, etc) y la
  carga negativa ya existente en el átomo.
• A los átomos que tienen tendencia a ganar
  electrones se llaman electronegativos ya que
  formar fácilmente iones negativos.

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5.4 Electronegatividad (EN )

• Es la tendencia de un átomo de atraer hacia sí
  los electrones compartidos con otro átomo
  mediante enlace covalente.
• Está relacionada con la E.I y la A.E. y su
  variación es semejante, es decir, aumenta de
  izquierda a derecha en un periodo y disminuye al
  bajar en un grupo. Los elementos más
  electronegativos son los halógenos y los menos
  electronegativos los alcalinos para los gases
  nobles no tiene sentido hablar de E.N. puesto que
  tan solo en circunstancias muy extremas pueden
  formar enlaces.

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Electronegatividad (EN )

• Escala de Pauling relacionada con las energías
  de enlace. Le asigna al flúor, que es el elemento
  más electronegativo, el valor 4, mientras que al
  cesio que es el menos electronegativo le concede
  un valor de 0,7.

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Variación de la EN el el Sistema Periódico
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5.5 Carácter metálico y no metálico

• Los elementos también se pueden clasificar en
• Metales son la mayoría de los elementos y están
  situados a la izquierda de una línea quebrada que
  se puede trazar a partir del Boro ( grupo 3A ),
  son buenos conductores del calor y de la
  electricidad, tienen altos puntos de fusión y
  ebullición, por lo que a temperatura ambiente son
  sólidos duros, excepto el mercurio que es
  liquido, poseen brillo metálico, y desde el punto
  de vista electrónico, que es lo más importante,
  poseen bajas E.I. y A.E. por lo que ceden
  fácilmente electrones para transformarse en
  cationes son, por tanto, electropositivos.
  
• 
  
  
• El carácter metálico en el S.P. aumenta hacia la
  izquierda y hacia abajo.

AUMENTA
51
Carácter metálico y no metálico

• No metales situados a la derecha de la línea
  quebrada, además del H, son malos conductores del
  calor y de la electricidad, tienen bajos puntos
  de fusión y ebullición, por lo que a temperatura
  ambiente pueden ser sólidos, líquidos o gases,
  los sólidos no tienen brillo metálico y desde el
  punto de vista electrónico poseen altas E.I. y
  A.E. por lo que tienen tendencia a ganar
  electrones y transformarse en aniones, son por
  tanto electronegativos.
  
  
• 
  
  
• El carácter no metálico en el S.P. aumenta
  hacia la derecha y hacia arriba.

AUMENTA
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Carácter metálico y no metálico

• Semimetales, semiconductores o metaloides
  situados a los lados de la línea quebrada, tienen
  un comportamiento intermedio, ya que en estado
  libre y en las propiedades físicas se parecen a
  los metales, mientras que en las propiedades
  químicas a los no metales.
• Gases nobles o inertes no tienen ni carácter
  metálico ni no metálico forman un grupo aparte.

53

• RESUMEN VARIACIÓN PROPIEDADES PERIÓDICAS

54
Radio atómico
Aumenta en el sentido de la flecha
Energía de ionización
Aumenta en el sentido de la flecha
Afinidad electrónica
Aumenta en el sentido de la flecha
Electronegatividad
Aumenta en el sentido de la flecha
55
El carácter metálico o no metálico de los
elementos está relacionado con la
electronegatividad, con la afinidad electrónica y
la energía de ionización ya que un elemento será
tanto más metálico cuanto mayor sea su tendencia
a ceder electrones y tanto más no metal cuanto
mayor sea su tendencia a ganar electrones.
Carácter metálico
Aumenta en el sentido de la flecha
Carácter no metálico
Aumenta en el sentido de la flecha