UNIVERSIDAD NACIONAL DE FRONTERA CEPREUNF CICLO REGULAR

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1 Curso: QUÍMICA Semana 03 TABLA PERIÓDICA ACTUAL Es un esquema gráfico en donde los elementos químicos están agrupados en 7 períodos y 16 grupos (18 columnas) de acuerdo a sus propiedades físicas y químicas siguiendo un orden ascendente en función a su número atómico. DESCRIPCIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA MODERNA O ACTUAL: A la fecha se conocen 109 elementos químicos oficialmente reconocidos; de los cuales 90 se encuentran en la naturaleza y el resto son artificiales. De los 109 elementos químicos; 11 son gases, 5 diatómicos (H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2) y 6 monoatómicos (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); 2 son líquidos (Br y Hg); y el resto son sólidos. Los 109 elementos químicos están distribuidos en 4 zonas dentro de la tabla periódica actual; estas son: s d De acuerdo a sus propiedades químicas (como reaccionan) los elementos químicos se les clasifica en metales y no metales. Según sus propiedades físicas los elementos químicos se les clasifica en metales, no metales y semimetales. Sus principales características son: 1. Metales: - Representan aproximadamente el 80% del total de elementos. - Son buenos conductores del calor y la electricidad. - Son dúctiles (forman hilos) y maleables (forman láminas). - A la temperatura ambiental se encuentran al estado sólido, con f d p s excepción del mercurio (Hg) que es líquido. - Poseen alta temperatura de fusión. - Presenta un brillo característico, denominado brillo metálico. - En las interacciones químicas pierden sus electrones de valencia convirtiéndose en iones positivos o cationes. - Son reductores (se oxidan). 2. No Metales: - Representan aproximadamente el 20% del total de elementos. - No conducen el calor ni la electricidad, con excepción del carbono que en su forma alotrópica de grafito es un buen conductor. - No son maleables ni dúctiles. - A la temperatura ambiental presentan los siguientes estados físicos: Gases: H, N, O, F, Cl, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Líquidos: Br. Sólidos: Los demás (C, S, I,...) - En las interacciones químicas ganan electrones convirtiéndose en iones negativos o aniones. - Son oxidantes (se reducen) 3. Metaloides o Semimetales: - Están ubicados en el límite de los metales y no metales. - Son 8 elementos: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, At. - Poseen propiedades físicas, como la conductividad eléctrica que es intermedia al de los metales y no metales. Período: Es el ordenamiento de los elementos químicos en filas horizontales, de propiedades diferentes y representan el mayor nivel de energía. Son 7 períodos; el 1ro, presenta 2 elementos; el 2do y 3ro, tienen 8 elementos cada uno; el 4to y 5to, 18 elementos; el 6to, 32 elementos y el 7mo (incompleto) 23 elementos. En general cada período se inicia con un metal alcalino y termina en un gas noble. Grupo o Familia: Es el ordenamiento de los elementos químicos en columnas verticales señaladas con números romanos, de propiedades químicas semejantes, generalmente se dividen en grupos A o representativos y grupos B o DOCENTE Ing. Carlos Salazar 1

2 Grupo elementos de transición (metales pesados). Además, existe un grupo de elementos fuera del bloque principal que constituye los elementos de transición interna. Las principales familias son: Elementos Representativos (Grupo A) Configuración Terminal Denominación IA... ns 1 Alcalinos (excepto H) IIA... ns 2 Alcalinos Térreos(excepto He) IIIA... ns 2, np 1 Térreos o Boroides IVA... ns 2, np 2 Carbonoides VA... ns 2, np 3 Nitrogenoides ó nicógenos VIA... ns 2, np 4 Anfígenos o Calcógenos VIIA... ns 2, np 5 Halógenos VIIIA... ns 2, np 6 Gases Nobles Nota: Alcalino: significa generador de hidróxidos o álcalis. Halógeno: significa generador de sales haloideas. Anfígeno: grupo de elementos cuya característica importante es presentar el fenómeno de alotropía. Térreos: grupo de elementos difundidos en gran proporción en la corteza terrestre sobre todo por el metal aluminio. Grupo Elementos de Transición (Grupo B) (Electrones de Valencia) Denominación IB... ns 1 (n-1)d 10 Metales de acuñación IIB... ns 2 (n-1)d 10 Elementos Puente IIIB... ns 2 (n-1)d 1 Familia del Escandio IVB... ns 2 (n-1)d 2 Familia del Titanio VB... ns 2 (n-1)d 3 Familia del Vanadio VIB... ns 1 (n-1)d 5 Familia del Cromo VIB... ns 2 (n-1)d 5 Familia del Manganeso VIIIB... ns 2 (n-1)d * Metales ferromagnéticos * 6, 7, 8 DETERMINACIÓN DE LA UBICACIÓN DE UN ELEMENTO EN LA T.P.A: Conociendo la distribución electrónica de los electrones de un elemento se logra su ubicación en la T.P.A, teniendo en cuenta que: Cuando la C.E termina en s ó p el elemento se encuentra en un subgrupo A y el número de electrones de valencia está dado por los electrones que se encuentran en el último nivel de energía. A qué período y grupo pertenece el elemento con Z = 16 Grupo: VI 16X = 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 4 Subgrupo: A 3 Ejercicio: Período: A qué grupo y período pertenece el elemento con Z = 32 Cuando la configuración electrónica termina en d, el elemento se encuentra en un subgrupo B y el número de electrones de valencia está dado por los electrones del último nivel de energía, más los electrones del subnivel d incompleto. Indique el grupo y período al que pertenece el elemento con Z = 25 Grupo: VII 25X =... 3p 6, 4s 2, 3d 5 Subgrupo: B Período: 4 Ejercicio: A qué grupo y período pertenece el elemento con Z = 28 Cuando la configuración electrónica termina en el subnivel f (elementos de transición interna) el elemento se encuentra en el subgrupo IIIB y se presentan sólo dos casos: 57La [58, 71] Lantánidos: 4f 89Ac [90, 103] Actínidos : 5f A qué período y familia pertenece el elemento con Z = X =... 5p 6, 6s 2, 4f 5 N Período = N Nivel de Energía N Grupo = N e - de Valencia Lantánido Período: 6 DOCENTE Ing. Carlos Salazar 2

3 Ejercicio: A qué período y familia pertenece el elemento con Z = 93 PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS: nivel más externo de un átomo. Nos proporciona el tamaño atómico. El Radio Iónico, se define análogamente para átomos con carga eléctrica (Iones), por lo tanto nos proporciona el tamaño de los iones. Aumenta Z R i Anión: (X - ) Por repulsión electrónica el Ri es mayor Ri X 0 Átomo Neutro Electronegatividad Energía de Ionización Afinidad Electrónica Carácter Metálico Radio Atómico Aumentan Disminuyen Ri Catión: (X+) Por fuerza de atracción electrostática Ri es menor Electronegatividad: Es la energía relativa que tienen los átomos para atraer electrones que participan en la formación de un enlace químico. El elemento más electronegativo es el Fluor (4,0) y los menos electronegativos Cesio y Francio (0,7). Energía de Ionización: Es la mínima energía que se necesita para quitar un electrón del nivel externo de un átomo en fase gaseosa, para formar un catión. En general: Anión > Átomo Neutro > Catión Carácter Metálico: Indica la tendencia de un átomo de adquirir propiedades de metal, como por ejemplo su capacidad para ganar ó perder electrones. X (g) + E.I X ( g ) + e - Na (g) KJ/mol Na (g) + 1e - Afinidad Electrónica: Es la energía absorbida o liberada por un átomo gaseoso cuando acepta un electrón para formar un anión. X (g) + e - X ( g ) energía Cl 0 + ( g ) 1e- Cl + Energía ( g ) Radio atómico (R. a) y Radio Iónico (R.I): El Radio atómico es una medida aproximada de la distancia que existe del núcleo hasta el DOCENTE Ing. Carlos Salazar 3

4 CUESTIONARIO 1. Los elementos se ordenan en la T.P.A de acuerdo a su número de: a) Neutrones b) Masa c) Isótopos d) Electrones e) Protones 2. Marque la alternativa correcta: I. La ley periódica moderna dice: Las propiedades físicas y químicas de los elementos son funciones periódicas de sus pesos atómicos. II. Los elementos cuya configuración electrónica termina en s o p son elementos representativos. III. Los elementos de un grupo o familia tienen propiedades químicas similares. a) FVV b) VFV c) VVV d) VVF e) FFF 3. La representación general de los subniveles de valencia de los elementos de transición es: a) ns; np b) ns; nd c) ns; (n-1)d d) np; nd e) np; (n-1)d 4. Los no metales se encuentran en la zona: a) s b) p c) d d) f e) s y p 5. Indicar un gas noble y anfígeno a) H, P b) Cl, O c) Zr, N d) Rn, O e) Zn, P 6. En que grupo y periodo se encuentra el elemento cuyo número atómico es 22: a) 4, IV B b) 3, IV B c) 4, IV A d) 3, V A e) 3, VII B 7. En la naturaleza existen pocos gases monoatómicos. Nombre a 3 de ellos: a) Sodio, potasio, rubidio b) Cloro, bromo, yodo c) Helio, neón, argón d) Hidrógeno, nitrógeno, oxígeno. e) Cloro, helio, níquel. 8. En que grupo existe un elemento líquido: a) Nitrógeno, fósforo, antimonio. b) Yodo, flúor, cloro. c) Manganeso, agua, cloro d) Oxígeno, bromo, cromo e) Hierro, cobalto, níquel 9. Qué elemento está acompañado correctamente por su símbolo: a) Yodo : Y b) Antimonio : Sb c) Magnesio : Mn d) Cobre : Co e) Manganeso : Mg 10. Cuántos niveles llenos y electrones desapareados tiene un elemento que se encuentra en el tercer período y en el grupo VI A? a) 3, 2 b) 2,0 c) 5,3 DOCENTE Ing. Carlos Salazar 4

5 d) 2,1 e) 2,2 11. Si el átomo de un elemento químico termina su configuración electrónica en 5p4. Cuál es su posición en la tabla periódica? a) 4 to. Periodo, grupo IVA b) 5 to. Periodo, grupo VA c) 6 to. Periodo, grupo IVB d) 5 to. Periodo, grupo VIA e) 4 to. Periodo, grupo VA 12. Si los números cuánticos del último electrón de un elemento son (3, 2,-1, +1/2), A qué grupo y periodo pertenece? a) VIB y 4 b) IVA y 4 c) IVB y 4 d) VIA y 4 e) IIIB y Coloque a los elementos en el siguiente orden: Metal gas metaloide no metal. ( ) Bromo ( ) Boro ( ) Cloro ( ) Magnesio a) Mg Br Cl B b) B Mg Cl Br c) Mg Cl B Br d) Mg B Cl Br e) B Br Mg Cl 14. El elemento X a) Representativos b) Transición c) Gases nobles d) Tierras raras e) Alcalinos pertenece al grupo de los: 15. El elemento menos electronegativo y el de menor carácter metálico, respectivamente son: a) Fr y Ne b) F y Ne c) Cl y O d) O y Au e) F y Au 16. Cuál de los siguientes pares de elementos muestra una relación correcta respecto a sus radios atómicos? a) 2He < 1H b) 13Al < 16S c) 5B < 9F d) 11Na < 13Al e) 15P > 14Si 17. Señale la secuencia correcta respecto a la energía de ionización: I. Energía que se consume durante la adición de un electrón. II. Energía requerida para desalojar un electrón de un átomo. III. Está involucrada en la formación de cationes. a) VVV b) FVV c) FVF d) FFV e) VFF 18. Indique la secuencia correcta. La afinidad electrónica es la energía que: I. Un átomo metálico necesita para liberar un electrón II. Requiere un átomo no metálico para aceptar un electrón III. Permite al átomo convertirse en anión a) FFF b) FVV c) FVF d) VVF e) VFF 19. Marque la secuencia correcta para la correspondencia elemento familia: DOCENTE Ing. Carlos Salazar 5

6 A) Magnesio ( ) Metal Alcalino B) Helio ( ) Halógeno C) Fluor ( ) Gas raro D) Potasio ( ) Metal Alcalino térreo a) ABCD b) BCDA c) DBCA d) DCBA e) DCAB 20. Marque la secuencia correcta para la correspondencia elemento propiedad física. A) Bromo ( ) Gas noble B) Oro ( ) No metal líquido C) Argón ( ) Metal amarillo D) Mercurio ( ) Metal líquido a) BCDA b) DBAC c) BACD d) CABD e) ABDC 21. Indicar cuáles de las proposiciones son verdaderas: I. El Cloro (Z = 17) está en el tercer período II. El Litio (Z = 3) está en el grupo I A III. El Neón (Z = 10) está en el grupo II A a) I y II b) I y III c) Sólo III d) II y III e) Sólo II 22. Señala verdadero o falso: ( ) Ley de las octavas: grupos de 8 en 8. ( ) Los grupos contiene elementos congéneres. ( ) Elementos de transición forman los grupos A ( ) En un periodo los elementos tiene propiedades semejantes. a) VVFF b) FVFF c) VFVF d) FFFV e) FFVF 23. El magnesio, el calcio y el estroncio son: a) Metales nobles b) Halógenos c) Alcalinos d) Anfígenos e) Alcalinos térreos 24. En condiciones normales el cloro es: a) Un gas diatómico, color amarillo verdoso. b) Un líquido diatómico, color amarillo. c) Un líquido atómico, color verde. d) Un gas diatómico, color azul verdoso. e) Un gas no tóxico. 25. En condiciones normales el yodo se presenta en forma de: a) Líquido, color azul grisáceo. b) Gas diatómico, color pardo. c) Sólido, color negro grisáceo. d) Gas atómico, color gris. e) Sólido, color amarillo 26. Es un líquido a 20 C, denso, rojo oscuro, se evapora con facilidad, esos vapores son irritantes provocando irritación en ojos y vías respiratorias, es soluble en cloroformo: a) Bromo b) Mercurio c) Iodo d) Sodio e) Flúor DOCENTE Ing. Carlos Salazar 6

7 27. Propuso la "ley de las octavas y las causas de relaciones numéricas entre los pesos atómicos. Ordenó los elementos en orden creciente de pesos atómicos. La información planteada corresponde, en orden respectivo, a aportes de a) Dimitri Mendeleiev y Alexander Newlands. b) Alexander Newlands y Dimitri Mendeleiev. c) Johann Döbereiner y Dimitri Mendeleiev. d) Dimitri Mendeleiev y Johann Döbereiner. e) Moseley-WeSLEY 28. El primer periodo lo conforman: a) H y He b) H y O c) He y Ne d) Li y Na e) H y Li 29. Con respecto a la Tabla periódica actual señala verdadero (V) o falso (F) según corresponda: ( ) Existen 7 periodos. ( ) Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades químicas muy similares. ( ) El último elemento natural es el uranio. a) VFF b) VFV c) VVV d) FVV e) FFV 30. En condiciones normales, el flúor es un elemento con estas propiedades: a) Un líquido muy reactivo. b) Un gas diatómico muy reactivo. c) Un gas atómico poco reactivo. d) Un líquido diatómico muy reactivo. e) Líquido natural EVALUACIÓN 1. Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Las propiedades de los elementos químicos son función periódica de sus masas atómicas. II. La ubicación de los elementos químicos en la T.P.A dependen de su configuración electrónica. III. Los elementos representativos terminan su configuración electrónica en subniveles s ó p. a) VVV b) FVV c) VFV d) FVFV e) FFV 2. En la T.P.A existe un grupo denominado NO METALES; estos se caracterizan por algunas propiedades específicas a ellos, tales como: a) Tienen pesos atómicos grandes b) Son dúctiles, maleables y reflejan la luz. c) Al hacer combinaciones binarias, pierden e - con facilidad. d) Son buenos conductores del calor y la electricidad. e) Tienen diversos aspectos físicos y son malos conductores del calor y la electricidad. 3. Cuántas de las siguientes proposiciones son correctas: ( ) Los lantánidos y actínidos no se incluyen en la T.P.A ( ) Los Boroides presentan 3e - en el subnivel p. ( ) Los elementos después del uranio son artificiales. ( ) En la T.P.A se tiene 7 períodos y 18 familias. DOCENTE Ing. Carlos Salazar 7

8 ( ) En un grupo la reactividad disminuye según aumenta el número atómico. ( ) Para un elemento representativo el número de grupo indica la cantidad de e - en el último nivel de energía. a) 6 b) 5 c) 4 d) 3 e) 2 4. Tres elementos no metálicos gaseosos son: a) Te, In, Ga b) Xe, F, Ne c) Te, I, O d) Ca, Sc, Ti e) Se, H, Kr 5. Del elemento que su configuración electrónica termina en 3p 5, se puede afirmar: a) Presenta menor radio atómico que el átomo de 11Na. b) Es más electronegativo que el 8O. c) Los números cuánticos (n y ) de los e- desapareados son 3 y 2. d) Se encuentra en la familia de los nitrogenados e) Forma enlace covalente con el potasio. 6. Con respecto a los elementos 11Na, 12Mg, 19K y 20Ca; es falso: a) El átomo de sodio es menos reactivo que el átomo de potasio. b) Todos ellos forman enlaces iónicos cuando se combinan con los halógenos. c) El átomo de sodio tiene el menor volumen atómico d) El átomo de potasio es el más electronegativo. e) Los átomos de Mg y Ca tienden a perder 2e- para adquirir la configuración de un gas noble y tener mayor estabilidad. 7. Los números cuánticos para el último electrón de un átomo que pertenece al grupo VIIA y 4to período son: a) (4,1,-1,+1/2) b) (4,1,+1,-1/2) c) (4,1,-1,-1/2) d) (4,2,+2,+1/2) e) (4,1,0,-1/2) 8. Si los iones X 1+ y Y 3- son isoeléctricos; a que familia y período pertenece X, si Y se encuentra en el grupo VA y 3er período de la T.P.A a) Alcalino, 3ro b) Halógeno, 3ro c) Gas noble, 3ro d) Alcalino, 4to e) Anfígeno, 4to 9. La relación creciente: 53I 1- > 35Br 1- > 17Cl 1- > 9F 1-, corresponde a: a) Electronegatividad b) Energía de ionización c) Afinidad electrónica d) Carácter metálico e) Radio iónico 10. De los elementos 4Be, 8O, 16S, 11Na, 7N; el de mayor radio atómico y el más electronegativo son respectivamente: a) Na; O b) Be; N c) Na; S d) O; S e) Na; N DOCENTE Ing. Carlos Salazar 8

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