EL SISTEMA PERIÓDICO 1. Clasificación moderna. 2. Propiedades periódicas.

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1 EL SISTEMA PERIÓDICO 1. Clasificación moderna. 2. Propiedades periódicas. Química 1º bachillerato El sistema periódico 1

2 1. CLASIFICACIÓN MODERNA El sistema periódico ordena los elementos en función de su número atómico y agrupándolos por su configuración electrónica (propiedades químicas similares). Clasificación: Grupo (o columna). Los grupos son las columnas de la tabla periódica. Se clasifican de 1 a 18. Periodo (o fila). Los periodos son las filas de la tabla periódica. Se clasifican de 1 a 7. Química 1º bachillerato El sistema periódico 2

3 1. CLASIFICACIÓN MODERNA Química 1º bachillerato El sistema periódico 3

4 1. CLASIFICACIÓN MODERNA Elementos: Metales. Forman fácilmente iones positivos (cationes). No metales. Forman fácilmente iones negativos (aniones). Semimetales. Forman con dificultad iones positivos (cationes). Inertes. No forman iones. Tierras raras. Son los lantanidos y los actinidos Química 1º bachillerato El sistema periódico 4

5 1. CLASIFICACIÓN MODERNA Configuración electrónica. Es la notación ordenada y simplificada de la disposición de todos los electrones dentro de un átomo. Los electrones de valencia son los electrones de la última capa (último nivel) alojados en el átomo. El electrón diferenciador es el último electrón de la configuración electrónica. 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p... Química 1º bachillerato El sistema periódico 5

6 1. CLASIFICACIÓN MODERNA Los elementos se clasifican en: Elementos representativos. Elementos cuyo último electrón está en un orbital s ó p. Alcalinos: Grupo 1 (s 1 ). Alcalinoterreos: Grupo 2 (s 2 ). Térreos (o boroideos): Grupo 13 (p 1 ). Carbonoides: Grupo 14 (p 2 ). Nitrogenoides: Grupo 15 (p 3 ). Elementos de transición. Elementos cuyo último electrón se aloja en un subnivel d (grupos 3 al 12). Elementos de transición interna (o doble transición). Elementos cuyo último electrón se aloja en un subnivel f. Lantanidos: Periodo 6. Actinidos: Periodo 7. Anfígenos: Grupo 16 (p 4 ). Halógenos: Grupo 17 (p 5 ). Gases nobles o inertes: Grupo 18 (p 6 ). Elementos con los subniveles s y p de la última capa llenos. Química 1º bachillerato El sistema periódico 6

7 1. CLASIFICACIÓN MODERNA s 1 s 2 s 2 p 1 p 2 p 3 p 4 p 5 p 6 p 1 p 2 s 2 s ns 2 d 1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 7 d 8 d 9 d 10 d ns 2 (n 1)d x p ns 2 np x f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f 10 f 11 f 12 f 13 f 14 f ns 2 (n 1)d 10 (n 2) f x Química 1º bachillerato El sistema periódico 7

8 1. CLASIFICACIÓN MODERNA Química 1º bachillerato El sistema periódico 8

9 EJERCICIO-EJEMPLO Justifica si con verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones sobre dos elementos A 2+ (1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 3 ) y B (1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 10 4s 2 ): a) son del mismo grupo. b) son del mismo periodo. c) son no-metales. d) son metales de transición. e) tienen propiedades químicas similares. Química 1º bachillerato El sistema periódico 9

10 RELACIÓN DE EJERCICIOS GRUPOS Y PERIODOS Química 1º bachillerato El sistema periódico 10

11 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Configuración electrónica. Las propiedades químicas de un elemento están relacionadas con su configuración electrónica, con los electrones de su capa más externa (electrones de valencia) y su electrón diferenciador. El electrón diferenciador se repite en elementos de un mismo grupo. Química 1º bachillerato El sistema periódico 11

12 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Elemento Configuración electrónica Configuración más externa Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio 1s 2 2s 1 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 1s 2 2s 2 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 1 1s 2 2s 2 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 1 ns 1 Química 1º bachillerato El sistema periódico 12

13 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Valencia de los elementos. Los átomos ganan electrones (no metales con carga negativa) o pierden electrones (metales con carga positiva) hasta (cumplir la regla del octeto) obtener la configuración estable de gas noble. Los elementos de un mismo grupo poseen el mismo número de electrones de valencia y la misma valencia más probable. Regla del octeto. Al formar un compuesto el átomo tiende a intercambiar electrones con otros átomos hasta obtener una capa de valencia con ocho electrones (ns 2 np 6 ), intenta obtener una configuración de gas noble debido a su alta estabilidad. El hidrógeno es la principal excepción que tiende atener solo dos electrones. Química 1º bachillerato El sistema periódico 13

14 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Grupo Nº de electrones en la capa de valencia Sobran para el octeto I II III IV V VI VII VIII Faltan para el octeto Carga del ión Química 1º bachillerato El sistema periódico 14

15 EJERCICIO-EJEMPLO Establecer razonando la valencia más probable de los siguientes átomos: Cesio. Magnesio. Fósforo. Azufre. Silicio. Cloro. Argón. Sodio. Berilio. Nitrógeno. Oxígeno. Carbono. Bromo. Kriptón. Química 1º bachillerato El sistema periódico 15

16 RELACIÓN DE EJERCICIOS VALENCIAS Química 1º bachillerato El sistema periódico 16

17 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Volumen atómico (o radio atómico). El volumen atómico es el cociente entre la masa de un mol de átomos y su densidad, indica el tamaño medio del átomo. Es la distancia desde el núcleo hasta el electrón estable más externo. El volumen crece al bajar en un grupo (más cantidad de electrones). El volumen disminuye al desplazarse en un periodo para luego volver a aumentar debido al efecto pantalla al introducir electrones en orbitales inferiores y tener el núcleo cada vez más protones. Química 1º bachillerato El sistema periódico 17

18 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Li (1,23 Α) Na (1,57 Α) K (2,03 Α) Rb (2,16 Α) El tamaño atómico aumenta al descender en un grupo Li (1,23 ) Α Be (0,89 ) Α B (0,80 ) Α C (0,77 ) Α N (0,70 ) Α O (0,66 ) Α Disminuye al avanzar en un periodo Química 1º bachillerato El sistema periódico 18

19 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Li (1,23 Α ) Pierde 1 e - + Li ( 0, 68 Α ) Los iones positivos (cationes) son siempre menores que los átomos neutros a partir de los que se forman F ( 0, 64 Α ) Gana 1 e - F ( 1, 36 Α ) Los iones negativos (aniones) son siempre mayores que los átomos neutros a partir de los que se forman Química 1º bachillerato El sistema periódico 19

20 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS El tamaño de las especies isoelectrónicas es menor cuanto mayor sea su número atómico (mayor atracción electroestática), mismo número de lectrones y núcleo con más protones (mayor poder de atracción). Química 1º bachillerato El sistema periódico 20

21 EJERCICIO-EJEMPLO Ordenar los siguientes grupos de átomos en función de su radio atómico: a) Magnesio (12), estroncio (38) y bario (56). b) Calcio (20), hierro (26) y arsénico (33). c) Cl - (17), Ar (18) y K + (19). Química 1º bachillerato El sistema periódico 21

22 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Energía de ionización (o potencial de ionización). La energía de ionización o potencial de ionización es la energía mínima necesaria para extraer un electrón de su capa más externa del estado fundamental de un átomo neutro y gaseoso. C E C e ( g) i ( g) 1 La energía o potencial de ionización aumenta al subir en un grupo (más cerca del núcleo y menos repulsión de otros electrones). La energía o potencial de ionización aumenta al avanzar en un periodo (más difícil obtener la configuración de gas noble). Química 1º bachillerato El sistema periódico 22

23 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Afinidad electrónica. La afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo neutro en estado gaseoso y fundamental adquiere un electrón. A 1e A E ( g) ( g) a La afinidad electrónica es negativa (energéticamente favorable) cuando el proceso de captura del e- es favorable (y viceversa). La afinidad electrónica aumenta al subir en un grupo (más cerca del núcleo y menos repulsión de otros electrones). La afinidad electrónica aumenta al avanzar en un periodo (más fácil obtener la configuración de gas noble). Química 1º bachillerato El sistema periódico 23

24 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Química 1º bachillerato El sistema periódico 24

25 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Electronegatividad. La electronegatividad mide la tendencia relativa de un átomo para atraer los pares electrónicos compartidos en un enlace formado con otro átomo (tendencia a rodearse de una nube electrónica). La electronegatividad aumenta al subir en un grupo (más cerca del núcleo y menos repulsión de otros electrones). La electronegatividad aumenta al avanzar en un periodo (más fácil obtener la configuración de gas noble). Química 1º bachillerato El sistema periódico 25

26 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS H 2,1 Valores de la electronegatividad para algunos elementos Li 1,0 Be 1,5 B 2,0 C 2,5 N 3,0 O 3,5 F 4,0 Na 0,9 Mg 1,2 Al 1,5 Si 1,8 P 2,1 S 2,5 Cl 3,0 K 0,8 Ca 1,0 Ga 1,6 Ge 1,8 As 2,0 Se 2,4 Br 2,8 Química 1º bachillerato El sistema periódico 26

27 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Química 1º bachillerato El sistema periódico 27

28 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Reactividad. La reactividad depende del elemento: Metales (dar e-, el metal se oxida poder reductor-): La reactividad disminuye al ascender en un grupo. La reactividad disminuye al avanzar en un periodo. No metales (aceptar e-, el no metal se reduce poder oxidante-): La reactividad aumenta al ascender en un grupo. La reactividad aumenta al avanzar en un periodo. La reactividad es mayor cuanto más fácilmente se forme el ion (para poder formar un compuesto). Química 1º bachillerato El sistema periódico 28

29 INERTES 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Reactividad metales Reactividad no metales Química 1º bachillerato El sistema periódico 29

30 2. PROPIEDADES PERIÓDICAS Las propiedades periódicas varían de la siguiente manera Química 1º bachillerato El sistema periódico 30

31 EJERCICIO-EJEMPLO Ordena razonadamente los siguientes elementos: Fe (26), Cs (55), F (9), N (7) y Si (14) de menor a mayor: a) Radio atómico. b) Electronegatividad. c) Afinidad electrónica. Química 1º bachillerato El sistema periódico 31

32 EJERCICIO-EJEMPLO Dos elementos presentan las siguientes configuraciones electrónicas: A: 1s 2 2s 2 p 6 B: 1s 2 2s 2 p 6 3s 1 Si los valores de las energías de ionización son 2073 y 8695 kj / mol, justifica cual será el valor asociado a cada elemento Química 1º bachillerato El sistema periódico 32

33 RELACIÓN DE EJERCICIOS PROPIEDADES PERIÓDICAS Química 1º bachillerato El sistema periódico 33

34 Química 1º bachillerato El sistema periódico Ce 140,12 Cerio Lantánidos 6 71 Lu 174,97 Lutecio 70 Yb 173,04 Iterbio 69 Tm 168,93 Tulio 67 Ho 164,93 Holmio 66 Dy 162,50 Disprosio 68 Er 167,26 Erbio 65 Tb 158,93 Terbio 63 Eu 151,96 Europio 62 Sm 150,35 Samario 64 Gd 157,25 Gadolinio 61 Pm (145) Promecio 59 Pr 140,91 Praseodi mio 60 Nd 144,24 Neodimio 90 Th 232,04 Torio 103 Lr (260) Laurencio 102 No (255) Nobelio 101 Md (258) Mendelevi o 99 Es (254) Einstenio 98 Cf (251) Californio 100 Fm (257) Fermio 97 Bk (247) Berquelio 95 Am 20,18(243) Americio 94 Pu (244) Plutonio 96 Cm (247) Curio 93 Np 237 Neptunio 91 Pa (231) Protoactini o 92 U 238,03 Uranio Actínidos 7 17 Cl 35,45 Cloro 53 I 126,90 Yodo 85 At (210) Astato 9 F 18,99 Flúor 35 Br 79,90 Bromo 18 Ar 39,95 Argón 54 Xe 131,30 Xenón 86 Rn (222) Radón 10 Ne 20,18 Neón 2 He 4,003 Helio 36 Kr 83,80 Criptón 14 Si 28,09 Silicio 6 C 12,01 Carbono 50 Sn 118,69 Estaño 82 Pb 207,19 Plomo 32 Ge 72,59 Germanio 12 Mg 24,31 Magnesio 4 Be 9,01 Berilio 88 Ra (226) Radio 38 Sr 87,62 Estroncio 56 Ba 137,33 Bario 20 Ca 40,08 Calcio 11 Na 22,99 Sodio 3 Li 6,94 Litio 87 Fr (223) Francio 37 Rb 85,47 Rubidio 55 Cs 132,91 Cesio 19 K 39,10 Potasio 89 Ac (227) Actinio 39 Y 88,91 Itrio 57 La 138,91 Lantano 21 Sc 44,96 Escandio 109 Mt (266) Meitnerio 108 Hs (265) Hassio 106 Sg (263) Seaborgio 105 Db (262) Dubnio 107 Bh (262) Bohrio 104 Rf (261) Rutherford io 48 Cd 112,40 Cadmio 80 Hg 200,59 Mercurio 46 Pd 106,4 Paladio 78 Pt 195,09 Platino 45 Rh 102,91 Rodio 77 Ir 192,22 Iridio 47 Ag 107,87 Plata 79 Au 196,97 Oro 44 Ru 101,07 Rutenio 76 Os 190,2 Osmio 42 Mo 95,94 Molibdeno 74 W 183,85 Wolframio 41 Nb 92,91 Niobio 73 Ta 180,95 Tántalo 43 Tc (97) Tecnecio 75 Re 186,21 Renio 40 Zr 91,22 Circonio 72 Hf 178,49 Hafnio 30 Zn 65,38 Zinc 28 Ni 58,70 Niquel 27 Co 58,70 Cobalto 29 Cu 63,55 Cobre 26 Fe 55,85 Hierro 24 Cr 54,94 Cromo 23 V 50,94 Vanadio 25 Mn 54,94 Manganes o 22 Ti 20,18 Titanio 15 P 30,97 Fósforo 7 N 14,01 Nitrógeno 51 Sb 121,75 Antimonio 83 Bi 208,98 Bismuto 33 As 74,92 Arsénico 16 S 32,07 Azufre 84 Po (209) Polonio 8 O 16,00 Oxígeno 34 Se 78,96 Selenio 52 Te 127,60 Telurio 13 Al 26,98 Aluminio 5 B 10,81 Boro 49 In 114,82 Indio 81 Tl 204,37 Talio 31 Ga 69,72 Galio Metales No metales VII A VI A Gases nobles V A III A IV A II B I B VI B V B VII B IV B II A I A III B VIII Periodo Grupo 1 H 1,008 Hidrógeno Nombre Masa atómica Número atómico Símbolo Negro - sólido Azul - líquido Rojo - gas Violeta - artificial Metales Semimetales No metales Inertes SISTEMA PERIÓDICO DE LOS ELEMENTOS

35 Rellena cada hueco con el nombre y el símbolo del elemento correspondiente de memoria. Numera los grupos y periodos. Química 1º bachillerato El sistema periódico 35