Tabla Periódica
Una necesidad de organización
Desde la época dos alquimistas, se percibía que algunos elementos tenían características químicas muy semejantes.
Los primeros intentos de organización se realizaron usando este principio.
En la imagen, vemos al químico ruso Dimitri Mendeleev, creador de la primera versión de la tabla periódica.
Organizando la massa
En 1870, Dimitri Mendeleev empezó a ordenar los elementos según el número de masa creciente. Mendeleev descubrió que existía una regularidad entre la masa y las propiedades químicas de un elemento. Además, en su tabla dejó huecos, postulando la existencia de elementos desconocidos hasta el momento.
Estructura moderna
Desde Mendeleev, la tabla periódica pasó por cambios, no sólo en la adición de nuevos elementos, sino también en su orden, conforme su número atómico. Actualmente, la tabla periódica cuenta con 118 elementos de los cuales 112 tienen nombre definido y 84 son naturales.
Los elementos y sus propiedades
Al seleccionar un elemento se puede observar el detalle de sus propiedades y usos principales:
- Numero atómico – indica el número de protones encontrados en el núcleo del átomo
- Masa atómica – indica la masa* del elemento químico (suma de protones y neutrones del átomo), medida en u o Da (unidad de masa atómica).
Los bordes de los elementos de la tabla periódica también sirven para indicar cómo ocurren:
- Borde sólido indica que el elemento es natural
- Borde con líneas indica si son resultado de una desintegración radioactiva
- Borde punteado indica producción artificial
*La masa indicada es en verdad el promedio ponderado de todos los isótopos existentes.
Experimento de la barra de vidrio
Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales, llamadas periodos. La tabla tiene 7 periodos. Cada período está asociado a la distribución de los electrones en la electrósfera.
Familias o grupos
La tabla periódica está compuesta por 18 columnas. A cada una de ellas se le denomina familia o grupo y están enlazados a una característica del elemento llamada valencia, que es el número de electrones en el último nivel de la electrósfera. Actualmente, los grupos se enumeran del 1 al 18.
Clasificación de los grupos
Algunos grupos tienen nombres especiales según su importancia:
- Grupo 1: metales alcalinos (excepto el hidrógeno)
- Grupo 2: metales alcalinotérreos
- Grupo 16: calcógenos o anfígenos
- Grupo 17: halógenos
- Grupo 18: gases nobles
- Grupos entre 3 a 12: elementos de transición
Y dentro de los elementos de transición existen los elementos de transición interna, divididos en la serie de los lantánidos o lantanoides y la serie de los actínidos o actinoides.
División de colores
Algunos grupos están demarcados en la tabla por colores:
- Metales alcalinos
- Metales alcalinotérreos
- Lantánidos
- Actínidos
- Metales de transición
- Metales de post transición
- Semimetales
- No metales
- Halógenos
- Gases nobles
Metales, semimetales y no metales
Otra clasificación utilizada es la división de la tabla periódica en metales, semimetales y no metales.
Metales
Los metales son elementos que forman sustancias simples, sólidas a 25°C (excepto el mercurio que es líquido), poseen buena conductividad térmica y eléctrica y con los que se pueden producir láminas e hilos.
Semimetales
Los semimetales son elementos que forman sustancias simples con características intermedias entre metales y no metales. A una temperatura de 25°C todos los semimetales son sólidos. Dos semimetales de gran importancia son el silicio y el germanio, usados en componentes electrónicos.
No metales
Los no metales, son elementos que forman sustancias simples con baja conductividad eléctrica y térmica, excepto el carbono en forma de grafito. A una temperatura de 25°C pueden ser gaseosos (hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor, cloro y gases nobles), tan sólo uno es líquido el bromo, y el resto es sólido.
Energía de ionización (potencial de ionización)
La energía de ionización, es la energía necesaria para separar un electrón del último nivel de un átomo que se encuentra en estado fundamental, gaseoso y aislado. El potencial de ionización se expresa en julios (J) o en electronvoltios (eV)
Radio Atómico
El radio atómico es una estimativa del tamaño de un átomo. En verdad, es imposible determinar el tamaño de un átomo con exactitud, así, el radio atómico es la distancia media del núcleo hasta el electrón más externo.
Electroafinidad
La electroafinidad, o afinidad electrónica, es la cantidad de energía liberada por un átomo en estado fundamental, gaseoso y aislado cuando captura 1 electrón en su nivel más externo.
Esta energía se puede medir en julios (J) o en electronvoltios (eV)
La medida de la electroafinidad se puede observar hoy día en la tabla. Las flechas representan la dirección de crecimiento de la electroafinidad.
O sea, los elementos más hacia arriba y hacia la derecha tienden a presentar mayor electroafinidad.
Los gases nobles, en blanco, tienen electroafinidad nula.
La distancia de la capa de valencia al núcleo del átomo impacta la energía liberada; cuanto mayor es la distancia, menor es la energía. Por eso percibimos que la electroafinidad varía de forma inversa al tamaño del radio atómico.
Electronegatividad
La electronegatividad es la tendencia que el átomo de un elemento tiene de atraer electrones cuando está enlazado a otro átomo.
Como esta propiedad es el resultado de la energía de ionización de la electroafinidad, se puede percibir que ellas varían de forma semejante.
Las flechas representan la dirección de crecimiento, o sea, los elementos más hacia arriba y hacia la derecha tienden a presentar mayor electronegatividad.
Nota que algunos elementos tienen color gris, eso indica que sus medidas no se conocen.
Los gases nobles tienen color verde ya que esta medida no se aplica para ellos.