(Clase 4) 1 TABLA PERIÓDICA UNIDAD Elaborado por: UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Puerto Ordaz TABLA PERIÓDICA (Clase 4) UNIDAD 1 Elaborado por: Lic. Adriana González Puerto Ordaz, Noviembre 2013

Lic. Adriana González (2013) 2 TABLA PERIÓDICA Clase 4 Puerto Ordaz TEMAS: UNIDAD 1 1. DEFINICIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA 2. ESTRUCTURA DE TABLA PERIÓDICA 3. PROPIEDADES PERIÓDICAS Lic. Adriana González (2013) 2

Lic. Adriana González (2013) 3 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA. (CLASE 4 ) INTRODUCCIÓN Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a la complejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda la materia se resumía en agua, fuego, aire y tierra. Sin embargo al cabo del tiempo y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta de que la materia en realidad es más compleja de lo que parece. Lic. Adriana González (2013) 3

Lic. Adriana González (2013) 4 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA. (CLASE 4 ) COMPETENCIAS Explica las principales características de los elementos de la tabla periódica, su simbología, propiedades y aplicaciones en le vida cotidiana. Describe las principales características y algunos usos de los elementos químicos a nivel industrial. Utiliza la simbología de los elementos para comprender la literatura especializada en avances científicos Lic. Adriana González (2013) 4

PREREQUISITOS Conoce los modelos atómicos de Rutherford y Bohr QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA. (CLASE 4 ) PREREQUISITOS Conoce los modelos atómicos de Rutherford y Bohr Reconoce la tabla periódica Realiza configuraciones electrónica Lic. Adriana González (2013) 5

Lic. Adriana González (2013) 6 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA. (CLASE 4 ) MATERIALES Lápiz y papel. Guías entregadas por el profesor. Apuntes personales. Textos sobre el tema a tratar. Plataforma Virtual. Lic. Adriana González (2013) 6

Lic. Adriana González (2013) 7 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA. (CLASE 4 ) ÍNDICE DEFINICIÓN DE TABLA PERIÓDICA ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA. PRINCIPIO DE AUFBAUT. DETERMINACIÓN DE GRUPOS Y PERIODOS HACIENDO USO DE LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA. CARGA NÚCLEAR EFECTIVA. DETERMINACIÓN DE LA CARGA NÚCLEAR. PROPIEDADES PERIODICAS: RADIO ATÓMICO AFINIDAD ELECTRÓNICA RADIO IÓNICO ENERGÍA DE IONIZACIÓN ELECTRONEGATIVIDAD Lic. Adriana González (2013) 7

Lic. Adriana González (2013) 8 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA Los científicos del siglo XIX sintieron la necesidad de crear un sistema que les permitiera ordenar los elementos descubiertos durante la época. La primera manera, la más natural, fue la de clasificarlos por masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tabla periódica que es utilizada en nuestros días. En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus números atómicos se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos. ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 8

TABLA PERIÓDICA MODERNA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA MODERNA En 1913, Henry G. J. Moseley (1887 – 1915) sugirió que los elementos se ordenaran de acuerdo con su número atómico en forma creciente. Esto trajo como consecuencia que la ley periódica  de los elementos cambiara su enunciado de tal manera que desde entonces se enuncia como: las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de sus números atómicos. La tabla periódica moderna presenta un ordenamiento de 118 elementos que se conocen actualmente, ordenándolos según su número atómico (Z). Los elementos se disponen en filas horizontales llamadas períodos y en columnas denominadas grupos o familia. ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 9

Lic. Adriana González (2013) 10 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA La tabla periódica nos ayuda a clasificar, organizar y distribuir de forma correcta todos los elementos químicos, de acuerdo a sus propiedades y características, la funciona principal que tiene es la de establecer un orden especifico agrupando los elementos. Lic. Adriana González (2013) 10

ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA  Los elementos están ordenados de la siguiente manera: 18 columnas verticales llamadas GRUPOS Siete (7) hileras horizontales llamadas PERIODOS Elementos de transición interna llamados TIERRAS RARAS. ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 11

ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA LOS PERIODOS están formados por un conjunto de elementos que teniendo propiedades químicas diferentes, mantienen en común el presentar igual número de niveles con electrones en su envoltura, correspondiendo el número de PERIODO al total de niveles. LOS GRUPOS están formados por un número de elementos que presentan propiedades químicas iguales; quedando colocados uno bajo el otro todos aquellos elementos que presentan propiedades con similitud. Grupo 1 y 2, Conocidos como metales alcalinos y alcalinotérreos Grupo 3-12, Metales de Transición Grupo 13-17, No Metales Grupo 18, Gases Nobles Grupo de Tierras Raras ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 12

ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA La tabla periódica también se divide en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los electrones mas externos, de acuerdo a principio de AUFBAU. Los electrones pasan a ocupar los orbitales de menor energía, y progresivamente se van llenando los orbitales de mayor energía ¿ Cuál es el principio de AUFBAU? ¡Ya lo recuerdo! Éste principio dice que: Según el principio de Aufbau, la configuración electrónica de un átomo se expresa mediante la secuencia siguiente: 1s  2s  2p  3s  3p  4s  3d  4p  5s  4d….sigue Como lo muestra el diagrama de MOELLER: ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 13

ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIÓDICA Según sus orbitales, los elementos químicos de la tabla periódica se ubican de la siguiente manera: GRUPO 13 al 18 ORBITALES “p” GRUPO 3 al 12 ORBITAES “d” GRUPO 1 y 2 ORBITALES “s” GRUPO DE TIERRAS RARAS ORBITALES “f” ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 14

TABLA PERIÓDICA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) Conociendo la ubicación de los electrones más externos de un elemento a través de su configuración electrónica, se puede conocer el grupo y el periodo del mismo en la tabla periódica. EJEMPLO: PROBLEMA: El SODIO posee un número atómico Z= 11. Determine su grupo y periodo haciendo uso de la electrónica del metal META: ¿ Cuál es el grupo y el periodo del elemento sodio? TRANSFORMACIONES: CONCEPTUAL Grupo Periodo Configuración electrónica Número atómico En este caso, la distribución electrónica sería la siguiente: 1s2 2s2 2p6 3s1 OBS: Si contamos los electrones de cada nivel energético, observamos que tenemos los 11 electrones correspondiente al elemento sodio. Luego, se extrae el mayor nivel de energía con sus respectivos electrones: 3s1 El nivel energético indica el periodo del elemento, mientras la cantidad de electrones nos dará información del grupo al que pertenece, entonces tenemos que: Del nivel energético 3 S 1 Representa el periodo Representa el grupo En general, tenemos que: El periodo del elemento sodio es 3 y que el grupo al que pertenece es 1. Para determinar el grupo y el periodo de un elemento es necesario conocer su número atómico, (Z). Para el caso del sodio (Na) , sabemos que su número atómico Z = 11. Seguidamente se realiza la configuración electrónica utilizando el diagrama de Moeller EVENTO Z= 11 ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 15

LA CARGA NÚCLEAR EFECTIVA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA Antes de conocer las propiedades periódicas de los elementos, es de vital importancia, manejar el termino de CARGA NÚCLEAR EFECTIVA mejor conocida como Zefec. LA CARGA NÚCLEAR EFECTIVA Es aquella fuerza atractiva "real" que ejerce el núcleo sobre el electrón más externo del átomo. Mientras mayor sea el valor, quiere indicar que la fuerza de atracción núcleo-electrón es mayor, por lo que los electrones se encuentran más cercanos al núcleo atómico, reduciendo el radio atómico. Para poder calcular la Zefec se utiliza la siguiente fórmula: Z efec.= Z - S Donde ; Z es la carga nuclear real (es decir, número atómico S constante de protección o constante pantalla) ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 16

TABLA PERIÓDICA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) Para calcular la constante la constante de apantallamiento S, es necesario hacer uso de las reglas de SLATER como se muestra a continuación: Los orbitales se ordenan en grupos de la siguiente manera: (1s) (2s,2p) (3s,3p) (3d) (4s,4p) (4d) (4f) (5s,5p) etc. Los electrones ubicados a la derecha del grupo considerado no son apantallantes. 3. Para un electrón de valencia ns o np : 4. Para un electrón de valencia nd o nf . Los electrones del mismo grupo contribuyen en 0,35 cada uno a excepción de los del orbital 1s que contribuyen con 0,30. Los electrones en los grupos (n-1), (orbitales s,p,d) contribuyen con 0,85 cada uno. Los electrones en los grupos (n-2) o inferiores contribuyen con 1,00 cada uno. Los electrones del mismo grupo contribuyen cada uno con 0,35. Los electrones ubicados a la izquierda contribuyen con 1,00 cada uno ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 17

PROBLEMA: Calcule Z* para un electrón 3p del átomo de calcio (Z=20) QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA EJEMPLO PROBLEMA: Calcule Z* para un electrón 3p del átomo de calcio (Z=20) META: ¿Cuál es el valor de la carga efectiva para un electrón 3p para el calcio ? TRANSFORMACIONES: CONCEPTUAL Carga Afectiva Número Atómico Apantallamiento Seguidamente se le asignan sus respectivos valores, según las reglas de SLATER. 1S2 (2S22P6 )(3S23P6 ) 4S2 Z efec. = Z – S Zefec= 20- 11,25 Zeefec= 8,75 La carga efectiva para ela calcio es: 8,75 (7 x 0,35 + 8x 0,85 +2 x 1,00)= 11,25 4. Finalmente se aplica la formula y se sustituyendo: Para determinar el valor de la carga efectiva para un electrón 3p del elemento calcio, se realizan los siguiente pasos: Se realiza la configuración electrónica del calcio Z= 20 1S22S22P63S23P64S2 Luego, se agrupan los orbitales de igual energía. 1S2 (2S22P6 )(3S23P6 ) 4S2 EVENTO Z efec=? ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 18

PROPIEDADES PERIÓDICAS QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) PROPIEDADES PERIÓDICAS Entre las propiedades periódicas más resaltantes podemos encontrar: RADIO ATÓMICO RADIO IÓNICO AFINIDAD ELECTRÓNICA ENERGIA DE IONIZACÓN EL ECTRONEGATIVIDAD ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 19

Lic. Adriana González (2013) 20 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA El radio atómico, es decir, el tamaño exacto de un átomo, es muy difícil de determinar, ya que depende del estado de agregación del elemento y de la especie química que forma. El radio atómico dependerá de la distancia al núcleo de los electrones de la capa de valencia EL RADIO ATÓMICO Está definido como la mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 20

Lic. Adriana González (2013) 21 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA EN UN PERIODO: El radio atómico disminuye a medida que aumenta su número atómico o sea de izquierda a derecha. Esto se debe a la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones de los orbitales más externos, disminuyendo así la distancia núcleo-electrón. EN UN GRUPO: El radio atómico aumenta directamente con su número atómico y números de niveles o sea de arriba hacía abajo. EL RADIO ATÓMICO sigue el siguiente comportamiento en la tabla periódica: ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 21

LA AFINIDAD ELECTRÓNICA QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA En la tabla periódica el radio iónico se comporta de la siguiente manera: PERIODOS: AUMENTA de derecha a izquierda, debido a que los elementos situados hacia esa zona tienen mas tendencia a captar electrones. GRUPOS: DISMINUYE hacia abajo, debido a que los átomos cada vez son mas grandes y el electrón adquirido esta mas alejado del núcleo y son menos atraídos. LA AFINIDAD ELECTRÓNICA se define como la energía que liberará un átomo, en estado gaseoso, cuando captura un electrón y se convierte en un ión negativo o anión. ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 22

En la tabla periódica el radio iónico AUMENTA de la siguiente manera: QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA En la tabla periódica el radio iónico AUMENTA de la siguiente manera: OBSERVACIONES: Cuando un átomo neutro cede electrones, transformándose en catión, su radio disminuye. Si un átomo gana electrones, completando su última órbita con ocho electrones, se transforma en anión y su radio aumenta PERIODO: Aumenta de abajo hacia arriba. GRUPO: Aumenta izquierda a derecha. UN IÓN Es una especie química con carga, ya sea esta positiva o negativa, y se originan debido a que los elementos tratan de parecerse al gas noble más cercano, ya que estos tienen una estabilidad superior debido a que sus niveles energéticos se encuentran completos EL RADIO IÓNICO Es la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ión. ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 23

Lic. Adriana González (2013) 24 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA En la tabla periódica el radio iónico se comporta de la siguiente manera: PERIODOS: AUMENTA a medida que aumenta el numero atómico (Z). Por que aumenta el numero de protones en el núcleo sin que aumente el numero de capas. GRUPOS: DISMINUYE a medida que aumenta su numero atómico, ya que con esto se aumenta el numero de capas electrónicas. ENERGIA DE IONIZACIÓN. Es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrón más débil retenido. ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 24

Lic. Adriana González (2013) 25 QUÍMICA UNIDAD 1: TABLA PERIÓDICA . (CLASE 4 ) TABLA PERIÓDICA En la tabla periódica el radio iónico se comporta de la siguiente manera: Las electronegatividades de los elementos representativos aumentan de izquierda a derecha en los grupos y de abajo a arriba dentro de cada periodo. Las variaciones de electronegatividades de los elementos de transición no son tan regulares. En general, las energías de ionización y las electronegatividades son inferiores para los elementos de la zona inferior izquierda de la tabla periódica que para los de la zona superior derecha. ELECTRONEGATIVIDAD Es tendencia relativa a atraer hacia sí , los electrones de un enlace, cuando esta químicamente combinado con otro átomo. ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 25

BIBLIOGRAFÍAS RECOMENDADAS QUÍMICA UNIDAD 1: MATERIA. (CLASE 1 ) BIBLIOGRAFÍAS RECOMENDADAS PARA DESARROLLAR ESTE TEMA SE RECOMIENDAN LAS SIGUIENTES BIBLIOGRAFÍAS: Whitten Kenneth, Giley Kennet D. y Davis Raymond E., QUIMICA GENERAL, editorial Mc Graw Hill. Brown, LeMay y Bursten, QUÍMICA La Ciencia Central, editorial Pearson. Educaplus(1998-2009), página web en línea. Disponible: http://www.educaplus.org/luz/espectros.html INDICE Lic. Adriana González (2013) 26

Lic. Adriana González (2013) 27 QUÍMICA UNIDAD 1: MATERIA. (CLASE 1 ) DATOS DE INTERES En caso de cualquier duda o inconveniente con respecto a la clases podrás contactarme a través de la siguiente información : NOMBRE Y APELLIDO: Adriana González CORREO: Adrigonzalez86@gmail.com TELÉFONO: 0426-3843319 ÍNDICE Lic. Adriana González (2013) 27

Lic. Adriana González (2013) 28 QUÍMICA UNIDAD 1: MATERIA. (CLASE 1 ) FIN DE LA CLASE 4 Lic. Adriana González (2013) 28