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Ley Periódica

Química General I

2012

Ley Periódica

• Mendeleev estudió las configuraciones electrónicas y descubrió “la periodicidad” cuando estas eran similares.

• Configuración electrónica similar ►

Propiedades químicas y físicas similares o periódicas.

8.2

ns

1

ns

2

ns

2n

p1

ns

2n

p2

ns

2n

p3

ns

2n

p4

ns

2n

p5

ns

2n

p6

d1

d5

d1

0

4f

5f

Configuración electrónica de los elementos

en su estado natural

Qué dice la ley periódica?

• Ley periódica:

“Las propiedades de los elementos varían

periódicamente cuando estos se arreglan

en orden creciente de sus números

atómicos”

8.2

Clasificación de los elementos

Ley periódica

• Mendeleev los ordenó por peso o masa

atómica, pero la existencia de isótopos

creaba confusión hasta que Moseley los

ordenó según su número atómico.

Tabla periódica

• Es el sistema de arreglo y clasificación de

los elementos de acuerdo a

configuraciones electrónicas y

propiedades similares.

• En la actualidad se reconocen entre 114

hasta aproximadamente 118 elementos.

8.1

Cuándo se descubrieron los elementos

Divisiones en la tabla periódica

• En la tabla periódica los elementos están divididos en grupos y períodos.

• Grupo: es cada una de las columnas verticales. (hay 18 grupos)

• Período: es cada una de las filas horizontales (hay 7 períodos)

La tabla periódica moderna

Grupos de la tabla periódica

• En un grupo están los elementos que tienen

configuración electrónica externa similar

(electrones de la capa de valencia)

• Grupos I a VIII A:

– H, Be, B, C, N, O, F, He

• Grupos I a VIII B:

– Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe-Co-Ni, Cu, Zn

8.2

Clasificación de los elementos

Grupos de la tabla periódica

• Los elementos que encabezan a cada grupo son los elementos representativos de cada grupo, pues representan con mayor claridad las propiedades químicas.

• Los elementos del grupo B se llaman de transición pues en sus nubes electrónicas ocurren transiciones de electrones en sus subniveles.

Elementos de transición interna

• Fuera de el cuerpo principal de la tabla

periódica se encuentran:

• Lantánidos o Lantanoides

• Actinidos o Actinoides

• Se llaman así pues en sus niveles internos

ocurren transiciones de electrones.

Clasificación de los elementos

• Estado físico a temperatura y presión

estándares ambientales (25ºC y 100 kPa) • 2 líquidos y 11 gases

• Los demás son sólidos

• Metales, metaloides y no metales

(densidad, brillo, dureza maleabilidad,

ductibilidad, conductividad térmica y

electrica)

Grupo IA

• Recibe el nombre de METALES ALCALINOS.

• Al reaccionar con agua, producen XOH, menos el hidrogeno.

• Tienden a formar iones con carga 1+ y tener así configuración de gas noble.

•Tienen configuración electrónica ns1

Elementos del Grupo 1A (ns1, n 2)

M M+1 + 1e-

2M(s) + 2H2O(l) 2MOH(aq) + H2(g)

Incre

mento

de la r

eactivid

ad

8.6

Elementos del Grupo 1A (ns1, n 2)

8.6

Grupo IIA

• Reciben el nombre de METALES

ALCALINOTERREOS.

•Tienen configuración electrónica ns2

•Al reaccionar con H2O forman X(OH)2

•Forman iones 2+ con configuración de gas

noble

Elementos del Grupo 2A (ns2, n 2)

M M+2 + 2e-

Be(s) + 2H2O(l) No hay reacción

Incre

mento

de la r

eactivid

ad

8.6

Mg(s) + 2H2O(g) Mg(OH)2(ac) + H2(g)

M(s) + 2H2O(l) M(OH)2(ac) + H2(g) M = Ca, Sr, or Ba

Elementos del Grupo 2A (ns2, n 2)

8.6

Grupo IIIA

• Conocido como Grupo del Boro.

• El Boro es un metaloide (es mas parecido a un no metal)

• El boro no forma iones, los otros si: Al3+, Ga3+, In3+, Tl3+, Ga+, In+, Tl+

• Solo el Al forma iones con configuración de gas noble.

• Configuración electrónica externa ns2np1

Elementos del Grupo 3A (ns2np1, n 2)

8.6

Elementos del Grupo 3A (ns2np1, n 2)

8.6

Grupo IVA

• Conocido como grupo del Carbono.

• No forman iones el C ni el Si, generalmente se combinan en forma covalente. (compartiendo electrones)

• Forman iones: Ge2+, Sn2+ y Pb2+.

• Configuración electrónica externa: ns2np2

Elementos del Grupo 4A (ns2np2, n 2)

8.6

Elementos del Grupo 4A (ns2np2, n 2)

8.6

Grupo VA

• Conocido como grupo del nitrógeno o GRUPO DE LOS PNICÓGENOS.

• Configuración electrónica externa: ns2np3

• El N, P, As forman iones 3- con configuración de gas noble.

• El As, Sb y Bi pueden formar iones 3+: As3+, Sb3+ y Bi3+, sin configuración de gas noble.

• El As actúa así por ser metaloide.

Elementos del Grupo 5A (ns2np3, n 2)

8.6

Elementos del Grupo 5A (ns2np3, n 2)

8.6

Grupo VIA

• Conocido como grupo del oxígeno o GRUPO DE LOS CALCÓGENOS.

• El O, S, Se, Te forman aniones O2-, S2-, Se2- y Te2-.

• Tienen configuración electrónica externa: ns2np4

Elementos del Grupo 6A (ns2np4, n 2)

8.6

Elementos del Grupo 6A (ns2np4, n 2)

8.6

Grupo VIIA

• Conocido como GRUPO DE LOS HALÓGENOS.

• Configuración electrónica externa: ns2np5

• Todos forman aniones con carga 1-: F-, Cl-, Br-, I-.

• Son elementos muy reactivos que forman moléculas muy estables.

• En la naturaleza existen de forma diatómica: F2, Cl2, Br2, I2.

Elementos del Grupo 7A (ns2np5, n 2)

X + 1e- X-1

8.6

Elementos del Grupo 7A (ns2np5, n 2)

8.6

Grupo VIIIA

• Conocido como GRUPO DE LOS GASES NOBLES.

• Configuración electrónica externa: ns2np6

• Configuración electrónica mas estable que se conoce, con 8 electrones de valencia = octeto electrónico.

• A veces se combinan con los halógenos pero en general no son reactivos.

Elementos del Grupo 8A (ns2np6, n 2)

8.6

Niveles ns y subniveles np completamente

llenos. Energías de ionización más altas

que todos los elementos.

No tienden a aceptar electrones extras.

Elementos del Grupo 8A (ns2np6, n 2)

8.6

Niveles ns y subniveles np completamente

llenos.

No tienden a aceptar electrones extras.

Aspectos especiales.

• Los elementos de transición al reaccionar o formar iones pierden electrones formando cationes. Esto se debe a su naturaleza metálica. Pierden sus electrones en s y d.

• Los metaloides que forman cationes pierden primero sus electrones en s y p.

• Los elementos que forman iones ganan o pierden un máximo de 3 electrones, los que lo hacen con 4 son raros y por lo general inestables..

+1

+2

+3

-1

-2

-3

Aniones y cationes de los elementos representativos

8.2

Algunos conceptos

• Ión: Átomo con cargas eléctricas.

• Catión: Átomo que tiene carga positiva por la perdida de electrones.

• Anión: Átomo que tiene carga negativa por la ganancia de electrones.

• Series isoelectrónicas: Átomos de distinto elemento con el mismo número de electrones.

Los metales

• Tienden a perder todos los electrones del

conjunto exterior de orbitales.

Los no metales

• Ganan electrones para completar su conjunto

exterior de orbitales.

Elementos de transición

• Forman dos o mas iones con diferente carga.

• El Plomo puede formar cationes con carga +2 (lo mas usual por pérdida de los electrones p) o con carga +4 (menos común por pérdida de los electrones s y p.

• Como regla es importante ver que se pierden los electrones del número cuántico principal más alto.

Elementos de transición

• En los cationes de los metales de transición los

orbitales 3d siempre tienen menor energía que

los 4s. Esto favorece la pérdida de los

electrones más energéticos.

Elementos de transición