La Tabla Periodica

¿Qué es la Tabla Periódica?

La tabla periódica (Fig. 1) es la tabla de los elementos escrita en orden secuencial de número atómico, para ilustrar las semejanzas que se dan en las propiedades de los elementos como una función periódica de la secuencia y que además están relacionados según sus propiedades físicas y químicas.

Antecedentes

Cuando a principios del siglo XIX se midieron las masas atómicas de una gran cantidad de elementos, se observó que ciertas propiedades variaban periódicamente en relación a su masa. De esa manera, hubo diversos intentos de agrupar los elementos, todos ellos usando la masa atómica como criterio de ordenación.

• Triadas de Döbereiner (1829)

Buscaba tríos de elementos en los que la masa del elemento intermedio es la media aritmética de la masa de los otros dos. Así se encontraron las siguientes triadas:

Cl, Br y I;

Li, Na y K (Fig. 2);

Ca, Sr y Ba;

S, Se y Te.

No encontró suficientes tríadas para construir un sistema convincente

• Anillo de Chancourtois (1862). (Fig. 3)

Ordenó los elementos químicos en función creciente a su peso atómico sobre una curva helicoidal que envolvía a un cilindro, cuya base circular fue dividida en 16 partes iguales.

Esta curva helicoidal tenía la particularidad de que si por una parte trazábamos una línea vertical, intersectaba a los elementos con propiedades similares.

Fue el primero en observar que las propiedades se repetían cada siete elementos. Desgraciadamente, incluyó en su clasificación algunos iones y compuestos además de los elementos.

• Octavas de Newlands (1864). (Fig. 4)

Ordenó los elementos por su masa atómica, y observó que se repite un ciclo de propiedades comunes cada 8 elementos. Ley de las octavas (escala musical).

Como a partir del calcio dejaba de cumplirse esta regla, esta ordenación no fue apreciada por la comunidad científica que lo menospreció y ridiculizó.

• Clasificación de Mendeleiev (1869). (Fig. 5)

Cuando los elementos se organizan en orden creciente de sus masas atómicas, algunos conjuntos de propiedades se repiten periódicamente. A fin de asegurar que los patrones de propiedades se ajustaran a la estructura de la tabla fue necesario dejar espacios vacíos. Esos espacios corresponderían a elementos desconocidos.

Siguiendo el orden de masas atómicas crecientes los elementos no siempre encajaban en el grupo con propiedades coincidentes. Tuvo que invertir el orden de Ni y Co, Y y Te.

Se estaban descubriendo elementos nuevos como holmio y samario para los que no había hueco previsto.

No se conocían los gases nobles y no se dejó espacio para ellos.

Tabla Periódica Actual y su organización

Moseley encontró que al ordenar los elementos con respecto a Z se eliminaban las irregularidades de la tabla de Mendeleiev basada en la masa atómica y se definían con exactitud los huecos para los que era necesario encontrar nuevos elementos.

Enunció la “ley periódica”: "Si los elementos se colocan según aumenta su número atómico, se observa una variación periódica de sus propiedades físicas y químicas".

A partir de entonces la clasificación periódica de los elementos siguió ese criterio, pues en los átomos neutros el número de protones es igual al de electrones y existe una relación directa entre el último orbital ocupado por un e– de un átomo (configuración electrónica (Fig. 6)) y su posición en la tabla periódica.

La versión moderna (Fig. 7) se basa en la configuración electrónica de los elementos químicos y se denomina “Forma Larga”. Los elementos se disponen en:

• 18 familias o grupos: Son columnas numeradas de izquierda a derecha.

• 7 períodos: Son filas numeradas de arriba abajo.

Forma Larga de la Tabla Periódica (Fig. 8):

Orden de disposición de los electrones a lo largo de la tabla periódica.

1er periodo: 1s (2 elementos)

2o periodo: 2s 2p (8 elementos)

3o periodo: 3s 3p (8 elementos)

4o periodo: 4s 3d 4p (18 elementos)

5o periodo: 5s 4d 5p (18 elementos)

6o periodo: 6s 4f 5d 6p (32 elementos)

7o periodo: 7s 5f 6d (7p*) (32* elementos)

La tabla periódica actual es una ordenación de los elementos químicos en disposición creciente del número atómico (Z), que pone de relieve la periodicidad del comportamiento químico, es decir, que pasando un determinado número de elementos se vuelve a encontrar un elemento con propiedades químicas semejantes.

Las familias o grupos de la tabla periódica se pueden agrupar en dos subgrupos:

• Subgrupo A: Elementos con los niveles internos llenos y el nivel externo incompleto.

• Subgrupo B: Elementos de transición.

También se pueden agrupar en cuatro bloques (Fig. 9) de acuerdo con los orbitales que se van llenando:

Bloque s: Se llena el orbital s del número cuántico n del mismo periodo, grupos 1-2.

Bloque p: Se llenan los orbitales p del número cuántico n, grupos 13-18.

Bloque d: Se llenan los orbitales d del número cuántico n-1, grupos 3-12.

Bloque f: Se llenan los orbitales f del número cuántico n-2, lantánidos y actínidos.

Propiedades de la Tabla Periódica

Son propiedades que presentan los átomos de un elemento y que varían en la Tabla Periódica siguiendo la periodicidad de los grupos y periodos de ésta. Por la posición de un elemento podemos predecir qué valores tendrán dichas propiedades así como a través de ellas, el comportamiento químico del elemento en cuestión.

Número atómico (Fig. 10)

Número de cargas elementales positivas (protones) que contiene el núcleo de un átomo. Se representa con la letra Z. En un átomo eléctricamente neutro, el número de electrones orbitales es igual al número atómico. Los átomos con el mismo valor Z (isótopos) pertenecen al mismo elemento. Cuando el número atómico se escribe explícitamente, por lo general se coloca antes y debajo del símbolo que representa al elemento; por ejemplo, 1H, 2U.

Masa atómica (Fig. 11)

Número asignado a cada elemento químico para especificar la masa promedio de sus átomos. Puesto que un elemento puede tener dos o más isótopos cuyas masas difieren, el peso atómico de tal elemento dependerá

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