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II UNIDAD: Materia y sus transformaciones: Propiedades periódicas II UNIDAD: Materia y sus transformaciones: Propiedades periódicas.

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1 II UNIDAD: Materia y sus transformaciones: Propiedades periódicas II UNIDAD: Materia y sus transformaciones: Propiedades periódicas

2 CONTENIDOS UNIDAD Aportes de investigaciones de diferentes científicos para establecer un orden de los elementos químicos Descripción de la configuración electrónica de diversos átomos para explicar sus diferentes ubicaciones en la tabla periódica Agrupaciones de elementos químicos de acuerdo a sus electrones de valencia (representativos, transición, transición interna) Propiedades periódicas de los elementos y su variación en el sistema

3 SISTEMA PERIÓDICO DE LOS ELEMENTOS APRENDIZAJES ESPERADOS: Relacionar la configuración electrónica de los elementos con su ordenamiento en la tabla periódica. Distinguir las propiedades periódicas de los elementos.

4 La Tabla Periódica Evolución histórica de la Tabla Periódica 1817: Döbreiner. Triadas de elementos con propiedades semejantes. 1865: Newlands. Ley de las octavas. Ordenó 55 elementos. 1869: Mendeleev y Meyer: las propiedades de los elementos varían periódicamente con la masa atómica. 1913: Moseley: las propiedades de los elementos varían periódicamente con el número atómico

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6 El comportamiento de los átomos está determinado por su configuración electrónica, siendo la distribución de los electrones en el nivel más externo (CAPA DE VALENCIA) la que determina su reactividad y naturaleza química. Por esta razón, aquellos elementos que poseen una distribución electrónica similar presentarán propiedades químicas similares. Las propiedades de los átomos se repiten periódicamente si los elementos químicos se ordenan según su número atómico creciente (Z).

7 ACTIVIDAD: LEE LAS PÁGINAS 53 A LA 56 DEL TEXTO DE QUÍMICA Y CONTESTA 1.¿Qué es la tabla periódica? 2.¿Quién fue el creador de la tabla periódica? Fundamente su respuesta 3.¿Qué tienen en común los elementos que forman parte de un mismo período? 4.¿Qué tienen en común los elementos que forman parte de un mismo grupo o familia?

8 ¿QUÉ ES LA TABLA PERIÓDICA? Sistema de ordenamiento de los elementos en función del número atómico (Z). Las propiedades periódicas de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos, dando origen a filas llamadas períodos y columnas, conocidas como grupos o familias.

9 LLENADO DE LA TABLA PERIÓDICA SEGÚN Z

10 TIPOS DE ELEMENTOS EN LA TABLA PERIÓDICA

11 SEGÚN NATURALEZA DE LOS ELEMENTOS

12 ELEMENTOS METÁLICOS Son casi todos sólidos, a excepción del mercurio (Hg) y galio (Ga). Son muy buenos conductores de la corriente eléctrica. Tienen brillo metálico. Son dúctiles, lo que permite que bajo la acción de una fuerza puedan deformarse sin romperse (confección de hilos o alambres metálicos). Son muy buenos conductores de calor. Son maleables, es decir, su capacidad de deformación permite su uso para la confección de láminas de grosor mínimo (un ejemplo es el oro).

13 ELEMENTOS NO METÁLICOS Carecen de brillo metálico. No son dúctiles ni maleables. Son malos conductores de la corriente eléctrica y calor. Corresponden íntegramente a los elementos del grupo VI y VII –A del sistema periódico.

14 ELEMENTOS METALOIDES Poseen propiedades intermedias entre metales y no metales. Un ejemplo es el silicio (Si) metaloide semiconductor, con amplios usos tecnológicos.

15 PERIODICIDAD En un periodo n = constante pero aumenta Z (número de protones) lo que genera: Disminución de tamaño Aumento de la energía de ionización Aumento de la carga nuclear efectiva

16 TABLA PERIÓDICA Los grupos 1,2 y 13 al 18 (IA, IIA y IIIA al VIIIA) agrupan los elementos representativos, que se caracterizan por terminar su configuración electrónica en los subniveles s o sp. Los grupos 3 al 12 (IB al VIIIB), que concentran a todos los elementos cuya configuración electrónica finalizan en los subniveles d y f, son denominados elementos de transición.

17 ¿QUIÉN ORGANIZO A LOS ELEMENTOS? El químico ruso Dimitri Mendelev, en 1869, propuso por primera vez la tabla periódica. El organizo su tabla primeramente por la masa atómica de los elementos, ahora se organizan por su número atómico.

18 PERÍODO Elementos que comparten niveles energéticos similares. Su disposición es horizontal (filas) Ejemplo: B z=5 : 1s 2 2s 2 2p 1 PERÍODO: 2 C z=6 : 1s 2 2s 2 2p 2 PERÍODO: 2

19 GRUPO O FAMILIA Conformados por elementos que poseen un patrón similar de configuración de los electrones en la capa externa. Su disposición es vertical (columna) Ejemplo: H z=1 : 1s 1 FAMILIA: IA (1) Li z=3 : 1s 2 2s 1 FAMILIA: IA (1)

20 DETERMINACIÓN DE PERÍODO Y FAMILIA Ejemplo: H z=1 : 1s 1 P: 1 y F: IA Li z=3 : 1s 2 2s 1 P: 2 y F: IA B z=5 : 1s 2 2s 2 2p 1 P: 2 y F: IIIA C z=6 : 1s 2 2s 2 2p 2 P: 2 y F: IVA

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22 DETERMINACIÓN DE PERÍODO Y FAMILIA Bloque s Bloque p Bloque d Bloque f

23 NOMBRES DE FAMILIAS O GRUPOS BloqueGrupoNombresConfig. Electrón. s 1(IA) 2(IIA) Alcalinos Alcalino-térreos n s 1 n s 2 p 13(IIIA) 14(IVA) 15(VA) 16(VIA) 17(VIIA) 18(VIIIA) Térreos Carbonoides Nitrogenoides Calcógenos Halógenos Gases nobles n s 2 p 1 n s 2 p 2 n s 2 p 3 n s 2 p 4 n s 2 p 5 n s 2 p 6 d 3-12(IB – VIIIB) Elementos de transiciónn s 2 (n–1)d 1-10 f Elementos de transición Interna (lantánidos y actínidos) n s 2 (n–1)d 1 (n– 2)f 1-14

24 EJERCICIOS A partir de los siguientes elementos determinar: período, familia y el nombre de la familia que pertenece. a)Be z=4. b)Mg z=12. c)F z=9. d)Si z=14. e)Ca z=20. f)K z= 19. g)Ne z=10.

25 PREGUNTA N°1 En el Sistema Periódico (Tabla Periódica), los elementos se ordenan según: A)El aumento del número de protones. B)La disminución del número de neutrones. C)El aumento de su masa atómica. D)La disminución del número de electrones. E)El aumento de su volumen atómico.

26 PREGUNTA N°2 Un elemento cuya configuración electrónica es 1s 2 2s 2 2p 2 pertenece al: A)Período 1 y Familia IVA. B)Período 2 y Familia VIA. C)Período 4 y Familia VIA. D)Período 2 y Familia IVA. E)Período 5 y Familia IIA.

27 PREGUNTA N°3 La configuración electrónica ns 2 np 5 es características de los elementos llamados: A)Halógenos. B)Alcalinos térreos. C)Alcalinos. D)Calcógenos. E)Gases nobles.

28 CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

29 ELEMENTOS METÁLICOS Son los elementos que se ubican en la parte izquierda y central de la tabla periódica. Son buenos conductores del calor y la electricidad. Todos son sólidos a temperatura ambiente, a excepción del Mercurio (Hg), que es un líquido. Algunos ejemplos son: Sodio (Na), Aluminio (Al), Hierro (Fe) y Zinc (Zn). Tienen tendencia a ceder de electrones cuando participan en reacciones, por lo tanto se oxidan.

30 ELEMENTOS METÁLICOS

31 ELEMENTOS NO METÁLICOS Son elementos que se ubican en la parte superior derecha de la tabla periódica, entre los cuales se incluyen el carbono, nitrógeno, fósforo, oxígeno, azufre, halógenos e hidrógeno. Se caracterizan por ser malos conductores del calor y la electricidad. Se presentan en cualquiera de los estados de la materia y son quebradizos en estado sólidos puros. Algunos ejemplos son: Cloro (Cl), Azufre (S) y Carbono (C).

32 ELEMENTOS NO METÁLICOS

33 ELEMENTOS METALOIDES Elementos que se caracterizan por presentar un comportamiento intermedio entre los metales y no metales. Pueden presentar brillo o ser opacos. Generalmente son mejores conductores de calor y electricidad que los elementos no metálicos. Algunos ejemplos son: Boro (B), Silicio (Si), Germanio (Ge) y Arsénico (As).

34 ELEMENTOS METALOIDES

35 PROPIEDADES PERIÓDICAS

36 Corresponden a las propiedades de los elementos que varían regularmente en un período. Estas propiedades, tanto física como química, dependen de la configuración electrónica del elemento. Son propiedades periódicas: La Electroafinidad (EA), el Potencial de Ionización (PI), la Electronegatividad (EN), el Radio Atómico (RA) y el Volumen Atómico (VA).

37 RADIO ATÓMICO (R.A.) Se define el radio atómico como la mitad de la distancia entre dos núcleos de átomos del mismo elemento que están adyacentes.

38 VOLUMEN ATÓMICO (V.A.) Es la relación entre la masa atómica y la densidad electrónica de un elemento. En la Tabla periódica, el volumen disminuye en un período de izquierda a derecha. Aumenta en un grupo de acuerdo con el incremento de su número atómico.

39 RADIO ATÓMICO (R.A.)

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41 3p e e e 9p e e ee ee e e e (1s 2 2s 1 ) (1s 2 2s 2 2p 5 )

42 RADIO ATÓMICO (R.A.) 3p e e e 11 p e e ee ee e e e (1s 2 2s 1 ) (1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ) e e

43 RADIO IÓNICO

44 11 p e e ee ee e e e (1s 2 2s 2 2p 6 ) e 11 p e e ee ee e e e (1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ) e e

45 RADIO IÓNICO 8p e e ee ee e e e (1s 2 2s 2 2p 6 ) e 8p e e ee ee e e (1s 2 2s 2 2p 4 )

46 POTENCIAL DE IONIZACIÓN (P.I.) Es la energía necesaria para retirar el electrón más débilmente retenido en un átomo gaseoso desde su estado fundamental.

47 Aumenta DisminuyeDisminuye POTENCIAL DE IONIZACIÓN (P.I.)

48 ELECTROAFINIDAD (E.A.) Es la energía relacionada con la adición de un electrón a un átomo gaseoso para formar un ión negativo.

49 ELECTROAFINIDAD (E.A.) Aumenta DisminuyeDisminuye

50 ELECTRONEGATIVIDAD (E.N.) La electronegatividad es la tendencia o capacidad de un átomo, en una molécula, para atraer hacia sí los electrones de otro átomo en un enlace covalente. Esta propiedad se cuantifica en valores que van desde 0,7 a 4,0, siendo el Flúor el elemento que posee un mayor valor de electronegatividad.

51 ELECTRONEGATIVIDAD (E.N.)

52 Aumenta DisminuyeDisminuye

53 RESUMEN

54 REVISIÓN GUÍA N°4 A) Tabla Periódica: Sistema de ordenamiento de los elementos de acuerdo al número atómico (número de protones). B) Elemento Representativo: Elementos que se caracterizan por terminar su configuración electrónica en los subniveles s o p.

55 REVISIÓN GUÍA N°4 C) Elemento de Transición: Elementos cuya configuración electrónica terminan en los subniveles d, es decir, tienen dicho subnivel incompleto. D) Elemento de Transición Interna: Elementos que se caracterizan por terminar su configuración electrónica en los subniveles f. Comprenden la serie de Lantánidos y Actínidos.

56 REVISIÓN GUÍA N°4 E) Período: División horizontal (filas) en la tabla periódica. Corresponden a los niveles energéticos superiores que alcanza un átomo. D) Familia: División vertical (columna) en la tabla periódica. Esta determinado por el número de electrones de valencia que posee un átomo.

57 REVISIÓN GUÍA N°4 Eleme.Configuración electrónicaPFNombre del grupo Elemento Mg Z=12 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3IIAAlcalino térreos Metal S Z=16 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3VIACalcógenosNo metal K Z=19 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 4IAAlcalinosMetal Ca Z=20 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 4IIAAlcalino térreos Metal Cl Z=17 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 3VIIAHalógenosNo metal Si Z=14 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 3IVACarbonoidesMetaloide Ar Z=18 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3VIIIAGases noblesNo metal Br Z=35 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 4VIIAHalógenosNo metal

58 REVISIÓN GUÍA N°4 IAVIII A 1 IIAIIIAIVAVAVIAVII A 2LiBeOFNe 3Mg IIIBIVBVBVIBVII B VIIIBIBIIB AlSiPSClAr 4Ca 5 6 7

59 REVISIÓN GUÍA N°4 A z=15B z= 20 Configuración 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 A) Período 34 B) Grupo VAIIA C) N° electrones Valencia 52 D) N° electrones Celibatario 30 E) Elemento No metalMetal

60 REVISIÓN GUÍA N°4 ¿Qué son las propiedades periódicas? Propiedades de los elementos que varían regularmente en la tabla periódica. ¿Cuáles son? Afinidad electrónica, potencial de ionización, electronegatividad, radio atómico y volumen atómico.

61 REVISIÓN GUÍA N°4 A) Electronegatividad: Tendencia o fuerza que posee un átomo, en una molécula, para atraer hacia sí electrones de enlace. B) Radio atómico: Distancia entre el núcleo y el último electrón. Su cálculo se determina como la mitad de la distancia entre dos núcleos de átomo iguales.

62 REVISIÓN GUÍA N°4 C) Potencial de ionización: Energía necesaria para arrancar un electrón débilmente retenido en un átomo gaseoso desde su estado fundamental. D) Electroafinidad: Energía relacionada con la adición de un electrón en un átomo gaseoso para formar un ión negativo.

63 REVISIÓN GUÍA N°4 ¿En qué consiste el efecto pantalla? Es la disminución de la fuerza de atracción del núcleo hacia los electrones más externos de un átomo, por acción de los electrones de capas inferiores. ¿Qué es la carga nuclear efectiva? Corresponde a la carga positiva neta experimentada por un electrón en un átomo polielectrónico. Es decir es igual al número de protones del núcleo, menos el efecto pantalla.

64 EFECTO PANTALLA

65 REVISIÓN GUÍA N°4 ¿Existen la forma de predecir cuál de los siguiente iones o átomos es más grande?: Si, va a depender del valor del número atómico y como varía el radio de un átomo en un mismo período y familia. Por lo general se tiene que: V anión > V átomo neutro > V catión Orden de menor a mayor Na z=11 +1

66 ACTIVIDAD: COMPLETA PropiedadGrupo (desde arriba hacia abajo) Período (desde derecha a izquierda) Volumen Atómico Radio Atómico Potencial de Ionización Electroafinidad Electronegatividad Indica si aumenta o disminuye el comportamiento de la propiedad periódica en un grupo y período.

67 ACTIVIDAD: APLICAR CONCEPTOS ¿Cuál de los siguientes átomos o iones es de mayor tamaño? Justifica la elección. A)Entre O (Z= 8) y S (Z= 16). B)Entre Cl (Z= 17) y Mg (Z= 12). C)Entre Na (Z= 11)y Cl (Z= 17). D)Entre K (Z= 19) y Na (Z= 11). E)Entre Na +1 (Z= 11) y Ne (Z=10). F)Entre S -2 (Z=16) y Ar (Z= 18).

68 ACTIVIDAD: APLICAR CONCEPTOS ¿Cuál de los siguientes átomos o iones presenta mayor electronegatividad? Justifica la elección. A)Entre Si (Z= 14) y Mg (Z= 12). B)Entre Cl (Z= 17) y F (Z= 9). C)Entre Li (Z= 3)y O (Z= 8). D)Entre Be (Z= 4) y Mg (Z= 12). E)Entre Si (Z= 14) y C (Z= 6).

69 PREGUNTA N°1 En un grupo o familia a medida que aumenta el radio atómico, se debe esperar que el volumen atómico: A)Aumenta. B)Disminuya. C)Se mantenga,. D)Aumenta al doble. E)Disminuya la mitad.

70 PREGUNTA N°2 ¿Cuál de las siguientes propiedades que se indican aumenta al descender por un grupo o familia? I.Radio Atómico. II. Electronegatividad. III. Volumen Atómico. A)Sólo I. B)Sólo II. C)Sólo III. D)Sólo I y II. E)Sólo I y III.

71 PREGUNTA N°3 Los elementos que pertenecen al mismo grupo o familia tienen en común: A)La cantidad de electrones en el último nivel. B)La cantidad de niveles con electrones. C)El tamaño de sus átomos. D)Las masas de sus átomos. E)Los números atómicos de sus átomos.

72 Muchas Gracias Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante Jorge Pacheco R. Profesor de Biología y Química


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