Informe de propiedades periodicas de grupo 1

Ley periódica: Elementos del Grupo I y Periodo 3.

Resumen

Se realizó la determinación de la periodicidad de las propiedades de algunos de los elementos del primer grupo y del tercer periodo, como el Mg, Al, K, Na, Ca y S, la cual se ve influenciada por propiedades como: número atómico, energía de ionización, radio atómico, entre otras.  Además, se examinaron propiedades de algunos óxidos y cloruros de estos elementos. La práctica consistió en realizar pruebas de reactividad, solubilidad y volatibilidad frente al agua y en determinados casos mediante fenolftaleína registrar su pH; observando que sus propiedades ejercen influencia en el comportamiento de estos los elementos a lo largo del grupo y periodo.

Palabras claves:

Abstract

the determination was made of the periodicity of the properties of some of the elements of the first group and the third group, as Mg, Al, K, Na, Ca and S, which is influenced by properties as: atomic number, ionization energy, atomic radio, among others. Also, properties were examined of some oxides and chlorides of these elements. The practice consisted in testing of reactivity, solubility and volatility the waterfront and in some cases using phenolphthalein register its pH; observing that its properties have influence on the behavior of these elements throughout the group and period.

Key words:

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1. INTRODUCCIÓN

La tabla periódica puede emplearse para predecir un amplio conjunto de propiedades, muchas de las cuales son cruciales para entender los materiales y el enlace químico; además para organizar los elementos de acuerdo con sus propiedades. La variación de la carga nuclear efectiva a través de la tabla periódica juega un rol fundamental en la explicación de las tendencias periódicas.

La tabla periódica posee siete filas horizontales de elementos, llamadas periodos. La variación en cuando a propiedades físicas y químicas en un periodo es aproximadamente paralela a la variación de las propiedades en otros periodos: primero hay metales reactivos y brillantes a la izquierda de la tabla periódica. Seguidos de solidos opacos, no metales reactivos y finalmente un gas noble.

Los metales alcalinos que corresponden al grupo 1 y los elementos del periodo 3 de la tabla periódica, fueron los de interés en esta práctica de laboratorio, ya que se evaluó su comportamiento.

Los metales alcalinos son sólidos metálicos blandos. Todos tienen propiedades metálicas características, como un lustre metálico plateado y alta conductividad térmica y eléctrica. El nombre alcalino proviene de una palabra árabe que significa “cenizas”. Los primeros químicos aislaron muchos compuestos de sodio y potasio, dos metales alcalinos, de las cenizas de la madera. El sodio y el potasio se cuentan entre los elementos más abundantes de la corteza terrestre, en el agua de mar y en los sistemas biológicos.

Los elementos tienen baja densidad y bajo punto de fusión, y estas propiedades varían de forma predecible al aumentar el número atómico. También podemos ver algunas de las tendencias esperadas conforme bajamos por el grupo, como radio atómico creciente y energía de la primera ionización decreciente. De cada fila de la tabla periódica, el metal alcalino tiene el valor de I1 más bajo, lo que refleja la relativa facilidad con que se le puede quitar su electrón s exterior. En consecuencia, todos los metales alcalinos con muy reactivos, y pierden fácilmente un electrón para formar iones con carga 1+. Los metales alcalinos existen en la naturaleza únicamente como compuestos. Los metales se combinan directamente con la mayor parte de los no metales.1

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Imagen 1. Algunas propiedades de los metales alcalinos.

Los metales alcalinos reaccionan vigorosamente con el agua para producir hidrógeno gaseoso y soluciones de hidróxidos de metales alcalinos. Estas reacciones son muy exotérmicas. En muchos casos, se genera suficiente calor para encender el H2 y producir fuego o una explosión. Esta reacción es más violenta con los miembros más pesados del grupo, lo que es congruente con la menor fuerza con que retienen su único electrón de capa exterior. 1

Las reacciones entre los metales alcalinos y el oxígeno son complejas. Cuando el oxígeno reacciona con metales, suelen formarse óxidos metálicos que contienen el ion O2-. Efectivamente, el litio reacciona de esta manera para formar óxido de litio, Li2O. En cambio, todos los demás metales alcalinos reaccionan con oxígeno para formar peróxidos metálicos, que contienen el ion O22-. Aunque los iones de metales alcalinos son incoloros, emiten colores característicos cuando se les coloca en una flama. Los iones de metales alcalinos se reducen a átomos metálicos gaseosos en la región central de la flama. La elevada temperatura de la flama excita electrónicamente al electrón de valencia. Luego, el átomo emite energía en forma de luz visible al regresar al estado basal. 1

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Imagen 2. Variación de las propiedades periódicas de los elementos.

1. METODOLOGÍA

Ley periódica: Elementos del Grupo I y Periodo 3

Para la realización optima de la práctica se emplearon los siguientes reactivos: Sodio, Magnesio, Aluminio, Azufre, Potasio, Calcio metálico, Oxido de sodio, Oxido de Magnesio, Oxido de Aluminio, Acido Clorhidrico, Hidroxido de Sodio, Cloruro de Sodio, Cloruro de Magnesio, Cloruro de Potasio, Cloruro de Aluminio, obtenidos del almacén de laboratorios de la Universidad Santiago de Cali.

Reactividad frente al agua.

Inicialmente se procedió a evidenciar la reactividad frente al agua, del potasio y del sodio metálico, realizado por el docente. Seguidamente se observó la reacción que ocurría con un poco Calcio metálico, Magnesio, Aluminio y Azufre al entrar en contacto 5 mL de agua depositados en tubos de ensayo respectivamente, a temperatura ambiente o sometida a calentamiento.

Periodicidad de las propiedades de los óxidos del primer grupo y del tercer período.

Por otro lado, se comprobó la facilidad de disolución en agua de algunos óxidos como el óxido de sodio, óxido de aluminio, óxido de magnesio y óxido de azufre. Para los óxidos solubles en agua se agregaron 2 gotas de fenolftaleína para observar su carácter acido-base. Para los óxidos insolubles, se repitió el procedimiento de disolución en agua, con fin de agregar gotas de HCl y NaOH a cada una de las soluciones y observar que ocurría con la solubilidad.

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