La tabla periódica. José Mauricio Rodas Rodríguez. Curso de Química I Universidad de Caldas. 17 de febrero de 2017

Transcripción

1 La tabla periódica José Mauricio Rodas Rodríguez Curso de Química I Universidad de Caldas 17 de febrero de / J.M. Rodas La tabla periódica 1/39 39

2 Contenido Perspectiva histórica Elemento Sistemas de organización Tabla Periódica Composición Propiedades Estado de oxidación Particularidades 2 / J.M. Rodas La tabla periódica 2/39 39

3 Perspectiva histórica El elemento... ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos Robert Boyle, El químico escéptico, / J.M. Rodas La tabla periódica 3/39 39

4 Perspectiva histórica El elemento Lavoisier: Tratado elemental de química (1789) Elemento Consideró 33 elementos, incluyendo el calor y la luz Ley de la conservación de la materia Nomenclatura química Compuestos Análisis gravimétrico 4 / J.M. Rodas La tabla periódica 4/39 39

5 Perspectiva histórica El elemento... nada se crea en las operaciones del arte o de la naturaleza, y que puede admitirse como axioma que en toda la operación existe la misma cantidad de materia antes y después de la operación Lavoisier, Ley de la conservación de la Materia, / J.M. Rodas La tabla periódica 5/39 39

6 Perspectiva histórica El elemento en la teoría atómica (1808) 1. La materia se compone de partículas, muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos 6 / J.M. Rodas La tabla periódica 6/39 39

7 Perspectiva histórica El elemento en la teoría atómica (1808) 1. La materia se compone de partículas, muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos 2. Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso 6 / J.M. Rodas La tabla periódica 6/39 39

8 Perspectiva histórica El elemento en la teoría atómica (1808) 1. La materia se compone de partículas, muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos 2. Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso 3. Diferentes elementos están hechos a partir de diferentes átomos 6 / J.M. Rodas La tabla periódica 6/39 39

9 Perspectiva histórica El elemento en la teoría atómica (1808) 1. La materia se compone de partículas, muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos 2. Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso 3. Diferentes elementos están hechos a partir de diferentes átomos 4. Los compuestos químicos se forman de la combinación de átomos de dos o más elementos, en un átomo compuesto. (moléculas) 6 / J.M. Rodas La tabla periódica 6/39 39

10 Perspectiva histórica El elemento en la teoría atómica (1808) 1. La materia se compone de partículas, muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos 2. Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso 3. Diferentes elementos están hechos a partir de diferentes átomos 4. Los compuestos químicos se forman de la combinación de átomos de dos o más elementos, en un átomo compuesto. (moléculas) 5. Los átomos son indivisibles y conservan sus características durante las reacciones químicas 6 / J.M. Rodas La tabla periódica 6/39 39

11 Perspectiva histórica El elemento en la teoría atómica (1808) 1. La materia se compone de partículas, muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos 2. Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso 3. Diferentes elementos están hechos a partir de diferentes átomos 4. Los compuestos químicos se forman de la combinación de átomos de dos o más elementos, en un átomo compuesto. (moléculas) 5. Los átomos son indivisibles y conservan sus características durante las reacciones químicas 6. En cualquier reacción química, los átomos se combinan en proporciones numéricas simples 6 / J.M. Rodas La tabla periódica 6/39 39

12 Perspectiva histórica Sistemas de organización: Tríadas de Döbereiner (1817) 7 / J.M. Rodas La tabla periódica 7/39 39

13 Perspectiva histórica Sistemas de organización: Tríadas de Döbereiner (1817) 8 / J.M. Rodas La tabla periódica 8/39 39

14 Perspectiva histórica Sistemas de organización: La hélice de Chancourtois (1862) 9 / J.M. Rodas La tabla periódica 9/39 39

15 Perspectiva histórica Sistemas de organización: La hélice de Chancourtois (1862) 10 / J.M. Rodas La tabla periódica 10/39 39

16 Perspectiva histórica Sistemas de organización: Ley de las octavas de Newlands (1864) 11 / J.M. Rodas La tabla periódica 11/39 39

17 Perspectiva histórica Sistemas de organización: Tabla periódica de Mendeleev[ (1869) 12 / J.M. Rodas La tabla periódica 12/39 39

18 Perspectiva histórica Sistemas de organización: Tabla periódica de Mendeleev[ (1869) 13 / J.M. Rodas La tabla periódica 13/39 39

19 Perspectiva histórica Sistemas de organización: Tabla periódica de Mendeleev[ (1869) En un sueño vi una tabla en la que todos los elementos encajaban en su lugar. Al despertar tomé nota en un papel Dmitri Mendeleev, / J.M. Rodas La tabla periódica 14/39 39

20 Composición: Periodos 15 / J.M. Rodas La tabla periódica 15/39 39

21 Composición: Grupos 16 / J.M. Rodas La tabla periódica 16/39 39

22 Composición: Bloques 17 / J.M. Rodas La tabla periódica 17/39 39

23 Composición: Bloques 18 / J.M. Rodas La tabla periódica 18/39 39

24 Composición: Metales 19 / J.M. Rodas La tabla periódica 19/39 39

25 Composición: Familias 20 / J.M. Rodas La tabla periódica 20/39 39

26 Propiedades: Energía de ionización (I) Energía necesaria para sacar el electrón más debilmente unido de un átomo aislado: X (g) X + (g) + e ; E = I 1 X + (g) X2+ (g) + e ; E = I 2 I 1 < I 2 < I 3 < < I n 21 / J.M. Rodas La tabla periódica 21/39 39

27 Propiedades: Energía de ionización (I) 22 / J.M. Rodas La tabla periódica 22/39 39

28 Propiedades: Energía de ionización (I) 23 / J.M. Rodas La tabla periódica 23/39 39

29 Propiedades: Energía de ionización (I) 24 / J.M. Rodas La tabla periódica 24/39 39

30 Propiedades: Afinidad electrónica (AE) Energía liberada cuando un átomo neutro atrapa un electrón: X (g) + e X (g) ; E = AE 1 X (g) + e X 2 (g) ; E = AE 2 25 / J.M. Rodas La tabla periódica 25/39 39

31 Propiedades: Afinidad electrónica (AE) 26 / J.M. Rodas La tabla periódica 26/39 39

32 Propiedades: Afinidad electrónica (AE) 27 / J.M. Rodas La tabla periódica 27/39 39

33 Propiedades: Radio El tamaño atómico es un parámetro bastante nebuloso, dado que un átomo puede no tener ĺımites bien definidos semejantes a los de una bola de billar. A pesar de esto se encuentran algunas definiciones: Radio atómico: Identifica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. 28 / J.M. Rodas La tabla periódica 28/39 39

34 Propiedades: Radio Radios metálico, covalente e ionico: Es la mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos adyacentes. Dependiendo de la naturaleza del enlace será el nombre adoptado. 29 / J.M. Rodas La tabla periódica 29/39 39

35 Propiedades: Radio 30 / J.M. Rodas La tabla periódica 30/39 39

36 Propiedades: Contracciones del radio Contracción lantánida: Reducción relativa de tamaño de los elementos transicionales d del sexto periodo, con respecto de los elementos con n=5 e incluso algunos n=4. Esto es debido al llenado del orbital f 31 / J.M. Rodas La tabla periódica 31/39 39

37 Propiedades: Contracciones del radio Contracción lantánida: Reducción relativa de tamaño de los elementos transicionales d del sexto periodo, con respecto de los elementos con n=5 e incluso algunos n=4. Esto es debido al llenado del orbital f Contracción escándida: Es una reducción parecida a la lantánida, pero se presenta en los elementos del bloque p, debido al llenado del orbital d. 31 / J.M. Rodas La tabla periódica 31/39 39

38 Propiedades: Electronegatividad Es una medida de la capacidad de un átomo (o de manera menos frecuente de un grupo funcional) para atraer a los electrones, cuando forma un enlace químico en una molécula. 32 / J.M. Rodas La tabla periódica 32/39 39

39 Estado o número de oxidación Es indicador del grado de oxidación de un átomo que forma parte de un compuesto u otra especie química. Formalmente, es la carga eléctrica hipotética que el átomo tendría si todos sus enlaces o elementos distintos fueran 100 % iónicos. 33 / J.M. Rodas La tabla periódica 33/39 39

40 Estado o número de oxidación 34 / J.M. Rodas La tabla periódica 34/39 39

41 Estado o número de oxidación 35 / J.M. Rodas La tabla periódica 35/39 39

42 Estado o número de oxidación 36 / J.M. Rodas La tabla periódica 36/39 39

43 Particularidades: Principio de singularidad Los elementos del segundo periodo difieren de sus congéneres más pesados 2LiOH Calentando Li 2 O + H 2 O al rojo 2NaOH Calentando No reacciona al rojo LiH Calentamiento N o reacciona 2NaH Calentamiento Na 2 + H 2 37 / J.M. Rodas La tabla periódica 37/39 39

44 Particularidades: Relación diagonal Los elementos del segundo periodo tienen gran semejanza con sus elementos diagonales 3Li 2 + N 2 2Li 3 N 2 6Mg + 2N 2 2Mg 3 N 2 38 / J.M. Rodas La tabla periódica 38/39 39

45 Particularidades: Efecto de par inerte Entre los metales postransicionales más pesados, existe una definida resistencia a mostrar su estado de oxidación más alto. P bcl 4 P bcl 2 + Cl 2 2P bo 2 calor 2P bo + O 2 39 / J.M. Rodas La tabla periódica 39/39 39