DISTRIBUCIN

ELECTRNICA Y TABLA

PERIDICA

DISTRIBUCIN ELECTRNICA Y

TABLA PERIDICA

ContenidosNiveles:

2 Bachillerato Qumica

Historia de la Tabla Peridica

Principios del s. XIX

Metales No metales

Poseen brillo caracterstico Son opacos Buenos conductores del calor y la

electricidad Maleables y dctiles Slidos, a excepcin del mercurio, a

temperatura ambiente y con elevados puntos de fusin

No poseen brillo metlico Son malos conductores del calor y de la

electricidad Suelen ser slidos, lquidos o gases a

temperatura ambiente En estado slido suelen ser frgiles Los slidos tienen punto de fusin bajo Los lquidos punto de ebullicin tambin bajo

16De 1950 a 200015De 1900 a 195025De 1850 a 190027De 1800 a 185017De 1700 a 18002De 1500 a 1700

12Hasta el 1500N de elementos descubiertosPeriodo de tiempo

Historia de la Tabla Peridica

1817-1829

En 1817 Johann Dobereiner observ que el peso atmico del estroncio era aproximadamente la media entre los pesos del calcio y del bario, elementos que poseen propiedades qumicas similares.En 1829, tras descubrir la trada de halgenos compuesta por cloro, bromo y yodo, y la trada de metales alcalinos litio, sodio y potasio, propuso la ley de tradas.

Tradas de Dbereiner

Ley de TradasEn la naturaleza existen tradas de elementos de forma que el central tiene propiedades que son un promedio de los otros dos miembros de la trada.

CesioRubidioPotasio

PotasioSodioLitio

YodoBarioBromoEstroncioCloroCalcio

Tradas de Dbereiner

Johann WolfgangDbereiner(1780-1849)

Qumico alemn

Historia de la Tabla Peridica

1862

En 1862 De Chancourtois dispuso los elementos segn el orden creciente de sus pesos atmicossobre una curva helicoidal en el espacio, de manera que los puntos que se correspondan sobre las sucesivas vueltas de la hlice, diferan en 16 unidades de peso atmico. Los elementos anlogos, estaban situados en tales puntos, lo que sugera una repeticin peridica de las propiedades. Esta disposicin se conoce como tornillo telrico

Anillo telrico de Chancourtois

Alexandre-EmileBeguyer de Chancourtois(1820-1886)Gelogo francs

Historia de la Tabla Peridica

1863-1864

En 1863 John Newlands ordena a los elementos qumicos conocidos segn sus masas atmicas crecientes y encuentra que cada siete elementos, en el octavo se repiten las propiedades del primero. Tal hecho se conoce con el nombre de ley de las octavas.

Octavas de Newlands

John Alexander Reina Newlands

(1837-1898)Qumico ingls

CsBiHgThPbTlPt, Ir

AuNbWTaBa, VCsI

TeSbSnUCdAgPd

Ro, RuDy, MoZrCe, LaSrRbBr

SeAsInYZnCuCo, Ni

FeMnTiCrCaKCl

SPSiAlMgNaF

ONCBBeLiH

Mezcla metales y no metales

Historia de la Tabla Peridica

1869

Los qumicos Lothar Meyer y Dimitri Mendeleiev, trabajando independientemente, produjeron resultados notablemente similaresy casi al mismo tiempo. Un libro de texto de Meyer publicado en 1864 inclua una versin abreviada de una tabla peridica para clasificar los elementos. La tabla comprenda la mitad de los elementos conocidos organizados en orden de su masa atmica y mostraba una periodicidad en funcin de sta. En 1868, Meyerconstruy una tabla extendida que entreg a un colega para su evaluacin. Desgraciadamente para Meyer, la tabla de Mendeleievse public en 1869, un ao antes de que apareciera la de Meyer.

Mendeleiev y Meyer

Dmitri IvanovichMendeleiev(1834-1907)Qumico ruso

Lother Meyer(1830-1895)

Qumico alemn

Historia de la Tabla Peridica

Encontr relaciones entre las propiedades y los pesos atmicos de los halgenos, los metales alcalinos y los metales alcalinotrreos.

Coloc a los elementos conocidos en orden creciente de pesos atmicos y reordenlos elementos, a pesar de sus masas aceptadas de acuerdo con sus propiedades. Por ejemplo, cambi el peso del berilio de 14 a 9.

Mendeleiev

grisGrisColor86100Punto de ebullicin del cloruro (C)

4,704,7Densidad del xido (g/cm3)GeCl4RCl4Frmula del cloruroGeO2RO2Frmula de xido960AltoPunto de fusin (C)0,320,31Calor especfico (J/kgK)5,355,5Densidad (g/cm3)

72,5972Masa atmica

Germanio (observadas,

1886)

Ekasilicio(predichas,

1871)Propiedad

Y lo coloc en el Grupo 2 encima del magnesio cuyas propiedades se parecan ms que donde se haba colocado antes (encima del nitrgeno). Tuvo que mover 17 elementos.

Algunos elementos necesitaron ser colocados en un orden diferente del que se deduca de sus pesos atmicos.

Dej huecos en su tabla para elementos cuyas propiedades predijo, y a los que llameka-aluminio, eka-boro y eka-silicio. Ms tarde se descubrieron el galio, el escandio y el germanio que coincidieron con sus predicciones.

Historia de la Tabla Peridica

Mendeleiev

Historia de la Tabla Peridica

Glenn Theodore Seaborg(1912-1999)

Qumico norteamericano

La Tabla Peridica actual se debe a Alfred Werner, quien en 1905organiza la tabla de Mendeleiev basndose en los nmeros atmicos y a Theodore Seaborg, quien contribuy al descubrimiento y catalogacin de los metales de transicin interna

Alfred Werner(1866-1919)

Qumico Suizo

1905

En 1913 Moseley establece una relacin entre las frecuencias de las lneas de emisin de rayos X y la carga nuclear del tomo. En 1914define el nmero atmico, que es capaz de determinar con mtodos espectroscpicos, completando as la tabla peridica de los elementos.

Henry Gwyn-Jeffreys Moseley(1887-1915)Fsico ingls

Foto de cada elementoTabla Peridica

La Tabla Peridica moderna

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18I II III IV V VI VII VIII

1234567 A

lca

lino

s

Alc

alin

ot

rre

os

Metales de transicin

Trr

eos

Carb

on

oid

eo

s

Nitr

oge

no

ide

os

An

fge

no

s

Hal

gen

os

Ga

ses

n

obl

es

LantnidosActnidos

Metles de transicin

interna

Las filas (7) se denominan perodos. Las columnas (18) se denominan grupos y contienen elementos qumicos con

propiedades similares y distribucin electrnica similar en sus capas de valencia. Los grupos representativos reciben nombre especiales.

IUPAC

Tradicional

Perodos cortos

Perodos largos

Configuracin o distribucin electrnica

Configuracin electrnica de un tomo es la descripcin de la disposicin de sus electrones en los orbitales atmicos.

Capa de valencia de un tomo es la ltima capa o nivel en la que posee electrones.

Reglas para la configuracin electrnica

Regla de Weiswesser: los electrones se colocan en el orbital disponible de menor energa.

Principio de aufbau: la configuracin electrnica de un elemento es anloga a la del anterior en la tabla peridica, a diferencia de la disposicin del ltimo electrn (diferenciador). Energa orbital=f(n+l)

Configuracin o distribucin electrnica

Reglas para la configuracin electrnica

Principio de exclusin de Pauli: en un tomo no pueden existir dos electrones con los cuatro nmeros cunticos iguales.

Principio de mxima multiplicidad de Hund: los electrones, al ocupar un subnivel, lo hacen procurando que el desapareamiento sea mximo y sus espines sean paralelos.

2s 2px 2py 2pz

Electrones apareados

Electrones desapareados y con espines

paralelos

Orbitales degenerados (mismo n y l)

Modos de representar la configuracin electrnica

Clsica

2 2 41 2 2s s p

Diagrama de orbital

1s 2s 2 p

Con corazn de gas noble

2 4[ ] 2 2He s p

1 2I II

1H

2Li Be

3Na Mg

4K Ca

5Rb Sr

6Cs Ba

7Fr Ra

1s1

2s1 2s2

3s23s1

4s1 4s2 3

5s1 5s2 4

6s1 6s2 5

7s1 7s2

13 14 15 16 17 18III IV V VI VII VIII

He

B C N O F Ne

Al Si P S Cl Ar

Ga Ge As Se Br Kr

In Sn Sb Te I Xe

Tl Pb Bi Po At Rn

Configuracin electrnica y posicin en la Tabla

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18I II III IV V VI VII VIII

1234567

Configuracin electrnica y posicin en la Tabla

Para los elementos representativos: El perodo al que pertenece coincide con el nivel o capa de

valencia. El grupo al que pertenece corresponde con el nmero de

electrones del nivel o capa de valencia.

Metales de transicin interna o

tierras raras

Metales de transicin

Perodo = n

Grupo = n de electrones en n 10+n electrones

en n

1

2

3

4

5

6

7

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd

La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg

Ac Rf Db Sg

Configuracin electrnica y posicin en la Tabla

Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr4f35d06s2 4f45d06s2 4f55d06s2 4f65d06s24f75d06s24f75d16s2 4f95d06s2 4f105d06s2 4f115d06s2 4f125d06s2 4f135d06s2 4f145d06s2 4f145d16s2

6d27s2 5f26d17s2 5f36d17s2 5f46d17s2 5f66d07s25f76d07s25f76d17s2 5f96d07s25f106d07s2 5f116d07s2 5f126d07s2 5f136d07s2

4f15d16s2

5f146d07s2 5f146d17s2

Configuracin electrnica y posicin en la Tabla

Distribuciones electrnicas especialmente estables: Estructura de capa cerrada: corresponde a la configuracin de capa completa, es

decir, de gas noble Estructura de semicapa cerrada: corresponde a la configuracin en que los

orbitales de un mismo subnivel se encuentran semillenos. (La, Ac, Pt, Au, Lu, Gd)1 3 5 7, , , ns np nd nf

Cr (Z=24) 2 4[ ]4 3Ar s d 1 5[ ]4 3Ar s d

24s 2 2 21 1 1 1xy xz yz x y zd d d d d14s 2 2 21 1 1 1 1xy xz yz x y zd d d d d

Configuracin electrnica y posicin en la Tabla

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18I II III IV V VI VII VIII

1H He

2Li Be B C N O F Ne

3Na Mg Al Si P S Cl Ar

4K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

5Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

6Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

7Fr Ra Ac Rf Db Sg

Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr4f35d06s2 4f45d06s2 4f55d06s2 4f65d06s24f75d06s24f75d16s2 4f95d06s2 4f105d06s2 4f115d06s2 4f125d06s2 4f135d06s2 4f145d06s2 4f145d16s2

6d27s2 5f26d17s2 5f36d17s2 5f46d17s2 5f66d07s25f76d07s25f76d17s2 5f96d07s25f106d07s2 5f116d07s2 5f126d07s2 5f136d07s2

4f15d16s2

5f146d07s2 5f146d17s2

Configuracin electrnica y posicin en la Tabla

Ya que las propiedades de los elementos de un mismo grupo tienen propiedades qumicas semejantes y que las configuraciones de sus ltimas capas coinciden, se debe concluir que es la distribucin electrnica de la capa de valencia la que determina el comportamiento qumico de los elementos.

Propiedades peridicas

Las propiedades peridicas de los elementos qumicos son aquellas que varan con cierta regularidad cuando pasamos de un elemento a otro a lo largo de un perodo o un grupo de la tabla peridica.

Factores de los que dependen las propiedades peridicas: Carga nuclear: a mayor carga nuclear, mayor atraccin entre ste y los electrones. Efecto pantalla: las capas electrnicas internas del tomo, situadas entre el ncleo

y la capa de valencia, hacen disminuir el efecto de la carga nuclear sobre los electrones de sta.

Capa de valencia: cuanto mayor sea el nmero cuntico de la capa de valencia, mayor ser la distancia de los electrones de sta al ncleo.

efZ Z s= Carga efectivaApantallamiento

Radio atmico

Radio atmico es la distancia que separa al ncleo del tomo de su electrn estable ms alejado.

Resulta imposible determinar tal distancia, por lo que se considera radio atmico al denominado radio covalente, inico, metlico o de van der Waals.

Radio covalente es la semidistancia que separa dos ncleos en una molcula diatmica homonuclear.

Radio atmico

Al avanzar en un periodo el radio atmico disminuye Al bajar en un grupo el radio atmico aumenta

Evolucin en la Tabla

Justificacin

En un periodo, al aumentar la carga nuclear, la nube electrnica es atrada con mayor intensidad, mientras que el efecto de apantallamientono crece al mismo ritmo.

En un grupo, al descender aumenta la carga nuclear, sin embargo, en esta ocasin el nmero de capas electrnicas es cada vez mayor, lo que hace que el efecto pantalla d lugar a una carga efectiva cada vez ms reducida.

Vea aqu los datos

Radio inico

Radio inico es la distancia desde el centro del in al ms alejado de sus electrones.

ClNa

0,1810,0990,0990,186

Radio inico (nm)Radio atmico (nm)Los cationes tienen menor tamao que

el tomo.Los aniones tienen mayor tamao que

el tomo.

Justificacin

En un catin se pierden uno o ms electrones, normalmente de la capa de valencia, que queda vaca, con lo que el catin queda con una configuracin propia del periodo anterior y adems con mayor carga nuclear.

En un anin aumentan en uno o ms los electrones de la capa de valencia, que suele quedar completa, con lo que el anin alcanza la configuracin de gas noble, aunque con una carga nuclear menor.

Energa de ionizacinEnerga de ionizacin o potencial de ionizacin es la

energa mnima que hay que proporcionar a un tomo en estado fundamental, de un elemento en estado gaseoso, para arrancar un electrn de su capa de valencia.

La energa de ionizacin se expresa en kJ/mol, J/tomo o eV/tomo.

Justificacin

X EI X e+ + +

Al avanzar en un periodo la energa de ionizacin aumenta Al bajar en un grupo la energa de ionizacin disminuye

Evolucin en la Tabla

En un periodo, al aumentar la carga nuclear, la nube electrnica es atrada con mayor intensidad, mientras que el efecto de apantallamiento no crece al mismo ritmo.

En un grupo, al descender aumenta la carga nuclear, sin embargo, en esta ocasin el nmero de capas electrnicas es cada vez mayor, lo que hace que el efecto pantalla d lugar a una carga efectiva cada vez ms reducida.

Pueden aparecer discontinuidades en esta regularidad cuando un elemento, al perder un electrn, pierde su estructura de capa o de semicapa cerrada.

2088Ne

1681F

1314O

1402N

1086C

800B

EI (kJ/mol) 899520BeLi

Vea aqu los datos

Energa de ionizacin2

2X EI X e+ + + +Un elemento tiene sucesivas energas de ionizacin.

La primera energa de ionizacin es la que se requiere para convertir un tomo en un in positivo con una carga positiva. La segunda energa de ionizacin es la que se requiere para convertir a dicho in en otro con doble carga positiva. Y assucesivamente.

En general:

1 2 3 ...EI EI EI