La tabla periódica y los elementos químicos

Conocer las propiedades de los átomos, en especial su masa, y la formulación química fue una tarea en la que se concentraron la mayoría de los científicos en el siglo XIX. Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) fue el primero en sugerir los símbolos de los elementos químicos utilizando la primera letra del nombre del elemento en latín o en griego en mayúscula, por ejemplo, flúor (F). Debido a los diversos elementos que se conocían y para evitar confusiones, se acordó emplear las dos primeras letras del nombre, por ejemplo, sodio (Na, en latín: natrium).

La tabla periódica de Mendeleiev:

En 1869, el químico Dimitri Mendeleiev publicó una tabla periódica basada en el orden creciente de pesos atómicos. Organizó los elementos en períodos o filas de longitud variable y engrupos o columnas, en los cuales se ubicaron elementos con propiedades similares. El éxito de su organización radicó en dejar espacios para los elementos que se descubrirían posteriormente.

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La tabla periódica actual 

En 1913, Henry Gwyn Jeffreys Moseley sugirió una organización en orden creciente del número atómico, lo que conllevó a la siguiente formulación de la ley periódica: “Las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de su número atómico”. 

La estructura de la tabla periódica 

La tabla periódica está organizada en grupos y períodos. Los grupos o las columnas verticales se designan con números romanos, del I al VIII, e indican el número de electrones que posee el átomo en el último nivel de energía o nivel de valencia, razón por la cual presentan propiedades químicas similares. Los períodos o las filas horizontales se designan con números arábigos, del 1 al 7, y señalan el número de niveles de energía que tiene un átomo.

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Las propiedades Periódicas

La tabla se la ha organizado en filas de acuerdo al número atómico Z y el número de filas en función del número de niveles de energía. Por ejemplo, en la fila tres, se encuentran todos los elementos que poseen 3 niveles de energía: K, L, M La forma y la distribución de los elementos en la tabla periódica, a su vez, está en función de la periodicidad de ciertas propiedades que se repiten debido al número de electrones en su último nivel de energía, llamado número de valencia. Si te fijas en la tabla, los elementos que están en la primera columna tienen 1 electrón en el nivel externo, siempre es s1, en este caso todos son metales muy reactivos. Las propiedades periódicas son: energía de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad, radio atómico.

Energía de ionización

Es la energía mínima requerida para arrancarle al electrón más externo de su átomo neutro en estado gaseoso. Al quitarle un electrón, queda con carga positiva porque hay más protones que electrones. A este átomo cargado positivamente se le conoce como catión.

Afinidad Electrónica

Se describe como la energía liberada cuando un átomo en estado gaseoso gana un electrón y queda con una carga negativa, es decir, forma un ion negativo llamado anión.

Electronegatividad

Es la propiedad que representa la fuerza relativa de un átomo para atraer electrones cuando se combina químicamente con otro átomo. Esta fuerza de atracción la ejerce el núcleo atómico de carga positiva sobre los electrones de carga negativa. La electronegatividad aumenta con el número atómico dentro de un mismo período. Por ejemplo, en el período 2, el litio es el menos electronegativo y el fluor es el más electronegativo. En la columna aumenta de abajo hacia arriba, el astato es el menos electonegativo y el fluor el más electronegativo, ya que es el primero de la columna. La electronegatividad suele aumentar de izquierda a derecha a lo largo de un período y de abajo hacia arriba dentro de un grupo.

Radio Atómico

Es la medida del tamaño de un átomo. Se lo define como la mitad de la distancia que hay entre dos núcleos de dos átomos vecinos del mismo elemento. El radio aumenta en el mismo grupo de una columna a medida que aumenta el número atómico (Z) porque han aumentado el número de niveles de energía. Por ejemplo, el litio tiene 2 niveles de energía, en cambio el francio tiene 7, el radio del francio es bastante mayor que el de litio.

En un período, disminuye a medida que aumenta el número atómico (Z), por ejemplo, en el período tres, el sodio tiene un radio más grande que el cloro porque el número de cargas positivas es mayor en el cloro y la atracción a las cargas negativas es mayor al tener el mismo número de niveles de energía.

Las propiedades periódicas permiten predecir la forma en que los elementos pueden reaccionar químicamente para formar compuestos, es decir sustancias formadas por dos o más elementos.

Las Propiedades de los Elementos

En la tabla, las columnas tienen rótulos escritos en numerales romanos con la letra A o B. Estosson los 18 grupos de elementos. Por ejemplo, el grupo VIIA corresponde a los elementos conocidos como los halógenos.

Gases Nobles

Corresponden a los elementos del grupo VIII A. También se conocen como gases inertes debido a que son poco reactivos.

Metales

Si analizas la tabla de la página 163, los metales se ubican en la región izquierda y central de la tabla periódica. Comprenden los elementos representativos, los metales o elementos de transición o grupos B y los metales o elementos de transición interna o lantánidos y actínidos. El carácter metálico aumenta al descender en el grupo y en un período, de derecha a izquierda.

Sus propiedades físicas son:

Son buenos conductores de electricidad y calor.

Poseen brillo metálico. 

Casi todos son sólidos a temperatura ambiente.

Son maleables y dúctiles.

No Metales

Se encuentran localizados a la derecha y hacia arriba de la tabla periódica, excepto el hidrógeno, H, que está en el grupo I, pero se comporta como un no metal. 

Sus propiedades físicas son:

Son malos conductores de electricidad y calor. 

Sirven como aislantes térmicos. 

Pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos a temperatura ambiente.

 No poseen brillo metálico. No son dúctiles ni maleables.

Metaloides

Son elementos cuyas propiedades periódicas son intermedias entre los metales y los no metales. Son conductores en un grado bastante menor que los metales. Muchos de los metaloides actúan como semiconductores.