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DISTRIBUCIN
ELECTRNICA Y TABLA
PERIDICA
DISTRIBUCIN ELECTRNICA Y
TABLA PERIDICA
ContenidosNiveles:
2 Bachillerato Qumica
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Historia de la Tabla Peridica
Principios del s. XIX
Metales No metales
Poseen brillo caracterstico Son opacos Buenos conductores del calor y la
electricidad Maleables y dctiles Slidos, a excepcin del mercurio, a
temperatura ambiente y con elevados puntos de fusin
No poseen brillo metlico Son malos conductores del calor y de la
electricidad Suelen ser slidos, lquidos o gases a
temperatura ambiente En estado slido suelen ser frgiles Los slidos tienen punto de fusin bajo Los lquidos punto de ebullicin tambin bajo
16De 1950 a 200015De 1900 a 195025De 1850 a 190027De 1800 a 185017De 1700 a 18002De 1500 a 1700
12Hasta el 1500N de elementos descubiertosPeriodo de tiempo
Historia de la Tabla Peridica
1817-1829
En 1817 Johann Dobereiner observ que el peso atmico del estroncio era aproximadamente la media entre los pesos del calcio y del bario, elementos que poseen propiedades qumicas similares.En 1829, tras descubrir la trada de halgenos compuesta por cloro, bromo y yodo, y la trada de metales alcalinos litio, sodio y potasio, propuso la ley de tradas.
Tradas de Dbereiner
Ley de TradasEn la naturaleza existen tradas de elementos de forma que el central tiene propiedades que son un promedio de los otros dos miembros de la trada.
CesioRubidioPotasio
PotasioSodioLitio
YodoBarioBromoEstroncioCloroCalcio
Tradas de Dbereiner
Johann WolfgangDbereiner(1780-1849)
Qumico alemn
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Historia de la Tabla Peridica
1862
En 1862 De Chancourtois dispuso los elementos segn el orden creciente de sus pesos atmicossobre una curva helicoidal en el espacio, de manera que los puntos que se correspondan sobre las sucesivas vueltas de la hlice, diferan en 16 unidades de peso atmico. Los elementos anlogos, estaban situados en tales puntos, lo que sugera una repeticin peridica de las propiedades. Esta disposicin se conoce como tornillo telrico
Anillo telrico de Chancourtois
Alexandre-EmileBeguyer de Chancourtois(1820-1886)Gelogo francs
Historia de la Tabla Peridica
1863-1864
En 1863 John Newlands ordena a los elementos qumicos conocidos segn sus masas atmicas crecientes y encuentra que cada siete elementos, en el octavo se repiten las propiedades del primero. Tal hecho se conoce con el nombre de ley de las octavas.
Octavas de Newlands
John Alexander Reina Newlands
(1837-1898)Qumico ingls
CsBiHgThPbTlPt, Ir
AuNbWTaBa, VCsI
TeSbSnUCdAgPd
Ro, RuDy, MoZrCe, LaSrRbBr
SeAsInYZnCuCo, Ni
FeMnTiCrCaKCl
SPSiAlMgNaF
ONCBBeLiH
Mezcla metales y no metales
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Historia de la Tabla Peridica
1869
Los qumicos Lothar Meyer y Dimitri Mendeleiev, trabajando independientemente, produjeron resultados notablemente similaresy casi al mismo tiempo. Un libro de texto de Meyer publicado en 1864 inclua una versin abreviada de una tabla peridica para clasificar los elementos. La tabla comprenda la mitad de los elementos conocidos organizados en orden de su masa atmica y mostraba una periodicidad en funcin de sta. En 1868, Meyerconstruy una tabla extendida que entreg a un colega para su evaluacin. Desgraciadamente para Meyer, la tabla de Mendeleievse public en 1869, un ao antes de que apareciera la de Meyer.
Mendeleiev y Meyer
Dmitri IvanovichMendeleiev(1834-1907)Qumico ruso
Lother Meyer(1830-1895)
Qumico alemn
Historia de la Tabla Peridica
Encontr relaciones entre las propiedades y los pesos atmicos de los halgenos, los metales alcalinos y los metales alcalinotrreos.
Coloc a los elementos conocidos en orden creciente de pesos atmicos y reordenlos elementos, a pesar de sus masas aceptadas de acuerdo con sus propiedades. Por ejemplo, cambi el peso del berilio de 14 a 9.
Mendeleiev
grisGrisColor86100Punto de ebullicin del cloruro (C)
4,704,7Densidad del xido (g/cm3)GeCl4RCl4Frmula del cloruroGeO2RO2Frmula de xido960AltoPunto de fusin (C)0,320,31Calor especfico (J/kgK)5,355,5Densidad (g/cm3)
72,5972Masa atmica
Germanio (observadas,
1886)
Ekasilicio(predichas,
1871)Propiedad
Y lo coloc en el Grupo 2 encima del magnesio cuyas propiedades se parecan ms que donde se haba colocado antes (encima del nitrgeno). Tuvo que mover 17 elementos.
Algunos elementos necesitaron ser colocados en un orden diferente del que se deduca de sus pesos atmicos.
Dej huecos en su tabla para elementos cuyas propiedades predijo, y a los que llameka-aluminio, eka-boro y eka-silicio. Ms tarde se descubrieron el galio, el escandio y el germanio que coincidieron con sus predicciones.
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Historia de la Tabla Peridica
Mendeleiev
Historia de la Tabla Peridica
Glenn Theodore Seaborg(1912-1999)
Qumico norteamericano
La Tabla Peridica actual se debe a Alfred Werner, quien en 1905organiza la tabla de Mendeleiev basndose en los nmeros atmicos y a Theodore Seaborg, quien contribuy al descubrimiento y catalogacin de los metales de transicin interna
Alfred Werner(1866-1919)
Qumico Suizo
1905
En 1913 Moseley establece una relacin entre las frecuencias de las lneas de emisin de rayos X y la carga nuclear del tomo. En 1914define el nmero atmico, que es capaz de determinar con mtodos espectroscpicos, completando as la tabla peridica de los elementos.
Henry Gwyn-Jeffreys Moseley(1887-1915)Fsico ingls
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Foto de cada elementoTabla Peridica
La Tabla Peridica moderna
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18I II III IV V VI VII VIII
1234567 A
lca
lino
s
Alc
alin
ot
rre
os
Metales de transicin
Trr
eos
Carb
on
oid
eo
s
Nitr
oge
no
ide
os
An
fge
no
s
Hal
gen
os
Ga
ses
n
obl
es
LantnidosActnidos
Metles de transicin
interna
Las filas (7) se denominan perodos. Las columnas (18) se denominan grupos y contienen elementos qumicos con
propiedades similares y distribucin electrnica similar en sus capas de valencia. Los grupos representativos reciben nombre especiales.
IUPAC
Tradicional
Perodos cortos
Perodos largos
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Configuracin o distribucin electrnica
Configuracin electrnica de un tomo es la descripcin de la disposicin de sus electrones en los orbitales atmicos.
Capa de valencia de un tomo es la ltima capa o nivel en la que posee electrones.
Reglas para la configuracin electrnica
Regla de Weiswesser: los electrones se colocan en el orbital disponible de menor energa.
Principio de aufbau: la configuracin electrnica de un elemento es anloga a la del anterior en la tabla peridica, a diferencia de la disposicin del ltimo electrn (diferenciador). Energa orbital=f(n+l)
Configuracin o distribucin electrnica
Reglas para la configuracin electrnica
Principio de exclusin de Pauli: en un tomo no pueden existir dos electrones con los cuatro nmeros cunticos iguales.
Principio de mxima multiplicidad de Hund: los electrones, al ocupar un subnivel, lo hacen procurando que el desapareamiento sea mximo y sus espines sean paralelos.
2s 2px 2py 2pz
Electrones apareados
Electrones desapareados y con espines
paralelos
Orbitales degenerados (mismo n y l)
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Modos de representar la configuracin electrnica
Clsica
2 2 41 2 2s s p
Diagrama de orbital
1s 2s 2 p
Con corazn de gas noble
2 4[ ] 2 2He s p
1 2I II
1H
2Li Be
3Na Mg
4K Ca
5Rb Sr
6Cs Ba
7Fr Ra
1s1
2s1 2s2
3s23s1
4s1 4s2 3
5s1 5s2 4
6s1 6s2 5
7s1 7s2
13 14 15 16 17 18III IV V VI VII VIII
He
B C N O F Ne
Al Si P S Cl Ar
Ga Ge As Se Br Kr
In Sn Sb Te I Xe
Tl Pb Bi Po At Rn
Configuracin electrnica y posicin en la Tabla
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Configuracin electrnica y posicin en la Tabla
Para los elementos representativos: El perodo al que pertenece coincide con el nivel o capa de
valencia. El grupo al que pertenece corresponde con el nmero de
electrones del nivel o capa de valencia.
Metales de transicin interna o
tierras raras
Metales de transicin
Perodo = n
Grupo = n de electrones en n 10+n electrones
en n
1
2
3
4
5
6
7
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
Ac Rf Db Sg
Configuracin electrnica y posicin en la Tabla
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr4f35d06s2 4f45d06s2 4f55d06s2 4f65d06s24f75d06s24f75d16s2 4f95d06s2 4f105d06s2 4f115d06s2 4f125d06s2 4f135d06s2 4f145d06s2 4f145d16s2
6d27s2 5f26d17s2 5f36d17s2 5f46d17s2 5f66d07s25f76d07s25f76d17s2 5f96d07s25f106d07s2 5f116d07s2 5f126d07s2 5f136d07s2
4f15d16s2
5f146d07s2 5f146d17s2
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Configuracin electrnica y posicin en la Tabla
Distribuciones electrnicas especialmente estables: Estructura de capa cerrada: corresponde a la configuracin de capa completa, es
decir, de gas noble Estructura de semicapa cerrada: corresponde a la configuracin en que los
orbitales de un mismo subnivel se encuentran semillenos. (La, Ac, Pt, Au, Lu, Gd)1 3 5 7, , , ns np nd nf
Cr (Z=24) 2 4[ ]4 3Ar s d 1 5[ ]4 3Ar s d
24s 2 2 21 1 1 1xy xz yz x y zd d d d d14s 2 2 21 1 1 1 1xy xz yz x y zd d d d d
Configuracin electrnica y posicin en la Tabla
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18I II III IV V VI VII VIII
1H He
2Li Be B C N O F Ne
3Na Mg Al Si P S Cl Ar
4K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7Fr Ra Ac Rf Db Sg
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr4f35d06s2 4f45d06s2 4f55d06s2 4f65d06s24f75d06s24f75d16s2 4f95d06s2 4f105d06s2 4f115d06s2 4f125d06s2 4f135d06s2 4f145d06s2 4f145d16s2
6d27s2 5f26d17s2 5f36d17s2 5f46d17s2 5f66d07s25f76d07s25f76d17s2 5f96d07s25f106d07s2 5f116d07s2 5f126d07s2 5f136d07s2
4f15d16s2
5f146d07s2 5f146d17s2
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Configuracin electrnica y posicin en la Tabla
Ya que las propiedades de los elementos de un mismo grupo tienen propiedades qumicas semejantes y que las configuraciones de sus ltimas capas coinciden, se debe concluir que es la distribucin electrnica de la capa de valencia la que determina el comportamiento qumico de los elementos.
Propiedades peridicas
Las propiedades peridicas de los elementos qumicos son aquellas que varan con cierta regularidad cuando pasamos de un elemento a otro a lo largo de un perodo o un grupo de la tabla peridica.
Factores de los que dependen las propiedades peridicas: Carga nuclear: a mayor carga nuclear, mayor atraccin entre ste y los electrones. Efecto pantalla: las capas electrnicas internas del tomo, situadas entre el ncleo
y la capa de valencia, hacen disminuir el efecto de la carga nuclear sobre los electrones de sta.
Capa de valencia: cuanto mayor sea el nmero cuntico de la capa de valencia, mayor ser la distancia de los electrones de sta al ncleo.
efZ Z s= Carga efectivaApantallamiento
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Radio atmico
Radio atmico es la distancia que separa al ncleo del tomo de su electrn estable ms alejado.
Resulta imposible determinar tal distancia, por lo que se considera radio atmico al denominado radio covalente, inico, metlico o de van der Waals.
Radio covalente es la semidistancia que separa dos ncleos en una molcula diatmica homonuclear.
Radio atmico
Al avanzar en un periodo el radio atmico disminuye Al bajar en un grupo el radio atmico aumenta
Evolucin en la Tabla
Justificacin
En un periodo, al aumentar la carga nuclear, la nube electrnica es atrada con mayor intensidad, mientras que el efecto de apantallamientono crece al mismo ritmo.
En un grupo, al descender aumenta la carga nuclear, sin embargo, en esta ocasin el nmero de capas electrnicas es cada vez mayor, lo que hace que el efecto pantalla d lugar a una carga efectiva cada vez ms reducida.
Vea aqu los datos
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Radio inico
Radio inico es la distancia desde el centro del in al ms alejado de sus electrones.
ClNa
0,1810,0990,0990,186
Radio inico (nm)Radio atmico (nm)Los cationes tienen menor tamao que
el tomo.Los aniones tienen mayor tamao que
el tomo.
Justificacin
En un catin se pierden uno o ms electrones, normalmente de la capa de valencia, que queda vaca, con lo que el catin queda con una configuracin propia del periodo anterior y adems con mayor carga nuclear.
En un anin aumentan en uno o ms los electrones de la capa de valencia, que suele quedar completa, con lo que el anin alcanza la configuracin de gas noble, aunque con una carga nuclear menor.
Energa de ionizacinEnerga de ionizacin o potencial de ionizacin es la
energa mnima que hay que proporcionar a un tomo en estado fundamental, de un elemento en estado gaseoso, para arrancar un electrn de su capa de valencia.
La energa de ionizacin se expresa en kJ/mol, J/tomo o eV/tomo.
Justificacin
X EI X e+ + +
Al avanzar en un periodo la energa de ionizacin aumenta Al bajar en un grupo la energa de ionizacin disminuye
Evolucin en la Tabla
En un periodo, al aumentar la carga nuclear, la nube electrnica es atrada con mayor intensidad, mientras que el efecto de apantallamiento no crece al mismo ritmo.
En un grupo, al descender aumenta la carga nuclear, sin embargo, en esta ocasin el nmero de capas electrnicas es cada vez mayor, lo que hace que el efecto pantalla d lugar a una carga efectiva cada vez ms reducida.
Pueden aparecer discontinuidades en esta regularidad cuando un elemento, al perder un electrn, pierde su estructura de capa o de semicapa cerrada.
2088Ne
1681F
1314O
1402N
1086C
800B
EI (kJ/mol) 899520BeLi
Vea aqu los datos
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Energa de ionizacin2
2X EI X e+ + + +Un elemento tiene sucesivas energas de ionizacin.
La primera energa de ionizacin es la que se requiere para convertir un tomo en un in positivo con una carga positiva. La segunda energa de ionizacin es la que se requiere para convertir a dicho in en otro con doble carga positiva. Y assucesivamente.
En general:
1 2 3 ...EI EI EI