Sistema Periodico

Grupo Blas Cabrera Felipe

LA ORDENACIN DE ALGUNOS ELEMENTOS QUMICOS

Jos Fernndez Gonzlez Heraclio Torres Gonzlez

Juan Prez Torres Nicols Elrtegui Escartn

Francisco Rodrguez de Armas



INTRODUCCIN


ndice de contenidoINTRODUCCIN...........................................................................................................................2Presentacin. ...................................................................................................................................6Objetivos de la Unidad. ..................................................................................................................6Relacin de actividades ..................................................................................................................7Bibliografa......................................................................................................................................9GUA DIDCTICA ....................................................................................................................10ACTIVIDAD Tabla de datos fsicos. .........................................................................................11ACTIVIDAD Fichero de elementos ............................................................................................12ACTIVIDAD Ordenaciones de elementos..................................................................................13ACTIVIDAD Representar grficamente nmero msico frente a nmero atmico. .................14ACTIVIDAD Representar grficamente nmero msico frente a nmero atmico. ..................15ACTIVIDAD Representar grficamente electrones de la ltima rbita frente a nmero msico 16ACTIVIDAD Representar grficamente electrones de la ltima rbita frente a nmero msico 17ACTIVIDAD Representar grficamente temperatura de fusin frente a nmero msico o frente a nmero atmico. ...........................................................................................................................18ACTIVIDAD Representar grficamente temperatura de fusin frente a nmero msico o frente a nmero atmico. ...........................................................................................................................19ACTIVIDAD Representar grficamente la energa necesaria para arrancar el ltimo electrn frente a la masa atmica (o el nmero atmico). ..........................................................................20ACTIVIDAD Comentar las agrupaciones de triadas. .................................................................21ACTIVIDAD Comentar las agrupaciones de octavas..................................................................22ACTIVIDAD Mural de las distintas ordenaciones ......................................................................23ACTIVIDAD Tabla de electrones de la ltima rbita / n de rbitas ..........................................23ACTIVIDAD Ordenacin ampliada.............................................................................................24LECTURA Los habitantes de la gran casa....................................................................................25ACTIVIDAD La historia de los elementos .................................................................................27EXPERIENCIAS ALTERNATIVAS............................................................................................29LECTURA Los elementos en desorden.........................................................................................36Nombres y smbolos. ....................................................................................................................49Tabla peridica de los elementos y estados de oxidacin.............................................................50Configuracin electrnica de los elementos..................................................................................51

Estas unidades didcticas de elaboraron entre 1985 y 1990 y nacieron para sustentar el trabajo del profesorado que experimentaba la Reforma de las Enseanzas Medias que antecedi a la LOGSE en Espaa.El trabajo experimental era una parte fundamental de la innovacin que proponan y tenan una fuerte orientacin hacia la enseanza por descubrimiento. Su difusin se hizo siempre a travs de fotocopias y muchas de ellas se elaboraron an con mquina de escribir.Aunque el tiempo ha permitido el acceso a mejores documentos y tecnologas, todava siguen siendo una fuente de ideas para el trabajo en el aula y, por ello, tras digitalizarlas, se ponen a disposicin de los docentes.

Las Unidades Didcticas del Grupo Blas Cabrera Felipe se publican bajo licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Espaa License . Basadas en el trabajo del Grupo Blas Cabrera Felipe en www.grupoblascabrera.org.


SISTEMA PERIDICO

Presentacin

Objetivos

Relacin de actividades

Programacin

Gua Didctica

Documentos

- 86/2 Ordenacin de algunos elementos qumicos.

- MEC. Ex- 86/2 Elementos, smbolos y frmulas.

- 85/3 Tabla Peridica

- Nombres y Smbolos. Tabla peridica y estados de oxidacin.

- Configuracin electrnica de los elementos.

Textos y curiosidades

- 85/8 Sistema Perydico.

- 85/8 Crucigrama sobre el sistema peridico.

Bibliografa


LA ORDENACION DE ALGUNOS ELEMENTOS QUIMICOS

Se dirige a alumnos que tienen nociones de estructura atmica, con un alcance que llega hasta rbitas y distribuciones electrnicas en stas (sobre todo en la ltima rbita), en elementos sencillos.

Autores: Jos Fernndez Gonzlez Heraclio Torres Gonzlez Juan Prez Torres Nicols Elrtegui Escartn Francisco Rodrguez de Armas


Presentacin.

Contexto en que nos encontramos

Se conoce el tomo nuclear como un modelo prximo al de Rutherford,

que se tiene como cimiento:

- Las partes del tomo, distribucin de masa y tamao de sus partes.

- El n atmico se establece como la propiedad que identifica al elemento y a su qumica.

- Se conoce la estructura de estabilidad de "gas inerte" y la tendencia de los dems elementos a su situacin. Es esta estructura

electrnica la que se usa como base para la organizacin de las

regularidades que tienen lugar en los elementos.

- Conoce los estados de agregacin de la materia: la existencia de compuestos y mezclas, mtodos de purificacin y separacin

(destilacin, cristalizacin, filtracin, decantacin, electrlisis) y cmo a

travs de ellos se llega a partes gue no son divisibles y que poco a

poco se van identificando con elementos qumicos.

- Conoce de algunas experiencias los metales y no metales, algunos alcalinos y halgenos, el hidrogeno y oxgeno.

Objetivos de la Unidad. - Conocer los smbolos de una serie de elementos qumicos.

- Clasificar una serie de elementos qumicos de acuerdo con diferentes criterios elegidos por el alumno.

- Identificar familias de elementos, con propiedades que tienen en comn.

- Saber utilizar la "ordenacin de elementos" para predecir algunas propiedades.

- Conocer en rasgos generales la clasificacin por: elementos representativos, elementos de transicin, grupos o familias y periodos.

- Usar la tabla peridica de ayuda, para conocer la valencia de los elementos.

- Relacionar la periodicidad de las propiedades y el modelo atmico estudiado.


Relacin de actividades

A. Elaborar e interpretar tabla de datos fsicos.

A. Fichero de elementos.

A. Tabla de datos y juego de cartulinas.

A. Ordenacin de elementos.

A. Representar n msico "A" frente al n atmico "Z".

A. Representar electrones de la ltima rbita frente al n msico "A".

A. Representar Tfusin frente al n msico "A".

A. Representar la energa necesaria para quitar el ltimo electrn frente al

n msico.

A. Ordenaciones de elementos segn las representaciones.

A. Comentar las agrupaciones de triadas.

A. Comentar las agrupaciones de octavas.

A. Mural de las distintas ordenaciones.

A. Tabla de electrones de la ltima rbita- n rbitas.

A. Ordenacin ampliada.

A. Lectura: Los elementos en desorden.

A. Lectura: Los habitantes de la gran casa.

A. La Historia de los elementos.


UNIDAD DIDCTICAObjetivos de la unidad Actividades y Experiencias Contenidos Observaciones Tiempo

- Reconocer los smbolos de algunos elementos qumicos.

- Clasificar una serie de elementos y ordenarlos.

- Identificar familias de elementos, con propiedades que tienen en comn.

- Relacionar las propiedades de los elementos con sus posiciones en el Sistema Peridico

- Relacionar la periodicidad de las propiedades y el modelo atmico estudia-do. Reconocer los rasgos generales de la clasificacin peridica.

- Usar la tabla peridica de ayuda para conocer la valencia de los elementos.

- Elaborar e interpretar tabla de datos fsicos.

- Fichero de elementos. - Ordenacin de elementos. - Representar n msico "A" frente al n

atmico "Z".

- Representar electrones de la ltima rbita frente al n msico "A".

- Representar Tfusin frente al n msico "A".

- Representar la energa necesaria para quitar el ltimo electrn frente al n msico.

- Ordenaciones de elementos segn las representaciones.

- Comentar las agrupaciones de triadas. - Comentar las agrupaciones de

octavas.

- Mural de las distintas ordenaciones. - Tabla de electrones de la ltima rbita-

n rbitas.

- Ordenacin ampliada. - Lectura: Los elementos en desorden. - Lectura: Los habitantes de la gran

casa.

- La Historia de los elementos.

- Smbolo de los elementos

- Clasificacin de los elementos qumicos segn sus propiedades caractersticas.

- Familias con propiedades comunes.

- Periodicidad y modelo atmico

- Sistema peridico largo.

Acordar una unidad para expresar esta energa

Pelcula: Astrofsica de Canarias: el origen de los elementos

El tema se presta a actividades interdisciplinares con el rea de Ciencias Sociales como estudio de la interrelacin de las corrientes de pensamiento con los avances cientficos.

1

1

4

3

1


Bibliografa

- Grup Recerca: Proyecto Faraday de Fsica-Qumica para el Bachillerato:

- "La ordenacin de los elementos". Gua del profesor y Gua del alumno. l.C.E. Universidad Autnoma Barcelona. Bellaterra.

Nov. (1980).

- Tabla peridica de los elementos. Doc. 85/3 del Equipo de la Reforma de Fsica - Qumica (1985).

- Seminario de Fsica - Qumica. "La ordenacin en Qumica". Col. San Fernando Madrid (1984).

- Seminario de Fsica - Qumica Refoma: "La tabla peridica" I.B. San Benito La Laguna (1984).

- Bernal, I. D.: "Historia social de la ciencia". Edicin Pennsula (1.980).

- Zman, J. " La fuerza del conocimiento. La dimensin cientfica de la sociedad" Alianza Editorial (1.980).



GUA DIDCTICA


ACTIVIDAD Tabla de datos fsicos.

Elaborar una tabla de datos fsicos de los elementos qumicos que

a continuacin se indican. Cada alumno se encargar de un elemento

qumico, para ms tarde completar en su totalidad el cuadro.

Elemento N

msico

A

N

atmico

Z

Tfusin(C)

Tebull

(C)

Energa de

ionizacin

(*)

N de

rbitas

N electrones en la

ltima rbita

BeFNLiHClNaHeOCBSiMgNeAlCaPArSK

(*) La energa de ionizacin es la energa para quitar el ltimo electrn a

un tomo. Se denomina tambin potencial de ionizacin.


ACTIVIDAD Fichero de elementos

Construir un juego de cartulinas con el

smbolo de cada elemento y los datos que se

conocen. Formar una clave de identificacin

para cada elemento. El formato que se adopte

podra ser el que se adjunta.

Cada grupo de alumnos ha de construir un juego de claves.


ACTIVIDAD Ordenaciones de elementos

Realizar distintas ordenaciones de los elementos segn:

Orden creciente de masa (o n msico)

Orden creciente de nmero atmico

Metales y no metales

Estados de agregacin

Electrones en la ltima rbita o el nmero de rbitas

Cada grupo de alumnos podra elegir un criterio diferente.


ACTIVIDAD Representar grficamente nmero msico frente a nmero atmico.


ACTIVIDAD Representar grficamente electrones de la ltima rbita frente a nmero msico


ACTIVIDAD Representar grficamente temperatura de fusin frente a nmero msico o frente a nmero atmico.


ACTIVIDAD Representar grficamente temperatura de fusin frente a nmero msico o frente a nmero atmico.

Actividad: Ordenaciones de elementos segn las representaciones.

A la vista de todas las representaciones grficas realizadas,

intentar otras ordenaciones.


ACTIVIDAD Representar grficamente la energa necesaria para arrancar el ltimo electrn frente a la masa atmica (o el nmero atmico).


ACTIVIDAD Comentar las agrupaciones de triadas.

Presentar una serie de los elementos agrupados de tres en tres

acompaados de su masa atmica (media entre los istopos conocidos)

Ca .. 40 Be .. 9.4 Li .. 7 Cl .. 35.5Sr 88 Mg .. 24.3 Na .. 23 Br .. 80Ba ... 137 Ca .. 40 K 39.1 I 127

TABLA 2

Detener al alumno en observar los grupos de tres elementos,

triadas", que se muestran, para comprobar cul es la masa media de los

elementos de los extremos en comparacin con la masa atmica del

central. Nombrar al alumno el hecho histrico con que se conoce esto:

"triadas de Dbereiner".


ACTIVIDAD Comentar las agrupaciones de octavas

Segn la ordenacin por orden creciente de masa (de n msico o

de n atmico) comparada con la ordenacin segn los electrones de la

ltima rbita, podemos llevar al alumno a que observe que cada 8

elementos se repiten situaciones (tal como se refleja en la figura 3 ):

37Li 1123Na

Llevar al alumno a que, en su

momento, este descubrimiento

guiado por la observacin de la

masa (propiedades fsicas) y las

propiedades qumicas de loa

elementos llev a los cientficos a

formular la Ley de las octavas de

Newlands

79Be 1224Mg

511B 1327Al

TABLA 3 612C 1428Si14

7N 1531P8

16O 1632S9

19F 1735Cl


ACTIVIDAD Mural de las distintas ordenaciones

Dejar expuestos en un mural el resumen, en una hoja, de cada una de las ordenaciones que se han ido formando por los grupos de alumnos.

ACTIVIDAD Tabla de electrones de la ltima rbita / n de rbitas

Hacer una tabla de doble entrada para colocar los elementos en estudio de acuerdo con los electrones de la ltima rbita (eje horizontal) y el n de rbitas (eje vertical). Procurar acompaar el smbolo con el n atmico.


ACTIVIDAD Ordenacin ampliada

Se trata de presentar al alumno los elementos ordenados, segn la pauta

anterior, en sus sitios definitivos en la tabla peridica. Se acompaa de

algunos otros elementos de uso frecuente as como las valencias con que

se suelen presentar, todo ello para su discusin e interpretacin, as como

su uso posterior.

En la naturaleza no slo se han estudiado 18 20 elementos, sino que los

cientficos lo han hecho con todos los elementos conocidos hasta hoy

(104).

Esta clasificacin se llama Tabla Peridica.


LECTURA LOS HABITANTES DE LA GRAN CASA

El Sistema peridicode los elementos qumicosa vista de pjaro.

Una mirada fugaz y la primera impresin que se forma es, por lo comn, de poco valor. A veces el observador queda indiferente, a veces se siente sorprendido y hay casos en que reacciona como el personaje de una ancdota muy en boga que, al ver en el parque zoolgico a una jirafa, exclam: "Esto no puede ser!"

Sin embargo, puede ser provechoso incluso un conocimiento en rasgos generales de un objeto o fenmeno; por decirlo as: "un conocimiento a vista de pjaro".

El sistema peridico de los elementos qumi-cos de D. Mendeliev de ningn modo se puede denominar objeto o fenmeno, Es, ms bien, una especie de espejo que refleja la esencia de una de las leyes ms importantes de la naturaleza, la Ley Peridica. sta es un cdigo que reglamenta la conducta de ms de cien elementos que abundan en la Tierra o que han sido creados artificialmente por el hombre, un ordenamiento sui gneris que reina en la Gran Casa de los elementos qumicos ...

La primera mirada permite ya captar muchas cosas. Lo primero que sentimos es admiracin, como si entre edificios triviales, construidos con grandes bloques, surgiera de sbito una casa de arquitectura inslita y extraa, pero muy elegante.

Qu es lo que asombra en la tabla de Mendeliev? En primer lugar, el hecho de que sus periodos (que hacen las veces de pisos) son muy desiguales,

El primer piso (primer perodo de la tabla de Mendeliev) tiene slo dos casillas. El segundo y el tercero, ocho. El cuarto y el quinto estn arreglados a modo de un hotel: dieciocho piezas en cada uno; lo mismo que el sexto y el sptimo, cada uno con treinta y dos habitaciones. Han visto Ustedes en su vida una edificacin as?

Empero, precisamente con ese aspecto se nos presenta el sistema peridico, la Gran Casa de los elementos qumicos.

Por qu ese aspecto inslito? Por antojo del arquitecto? De ningn modo! Cualquier edificio se construye de acuerdo con las leyes de la fsica. De no seguirlas, se derrumbara al primer hlito del viento.

La idea arquitectnica del sistema peridico

tambin se corrobora por las rigurosas leyes fsicas. Estas dicen: cualquier perodo de la tabla de Mendeliev debe contener un nmero perfectamente determinado de elementos, por ejemplo, el primero debe tener dos. Ni ms, ni menos.

As afirman los fsicos, en pleno acuerdo con los qumicos.

Hubo otros tiempos. Los fsicos no afirmaban nada y no se rompan la cabeza con los problemas de la ley peridica. En cambio, los qumicos, que casi cada ao descubran nuevos elementos, estaban muy preocupados: dnde encontrar domicilio, para stos novatos. Hubo casos desagradables cuando una sola casilla de la tabla la pretendan, alinendose en cola, varios elementos.

Entre los cientficos hubo no pocos escpticos que afirmaban con plena seriedad que el edificio de la tabla de Mendeliev estaba construido sobre arena. Entre stos figuraba el qumico alemn Bunsen, que junto con su amigo Kirchhoff descubri el anlisis espectral. Pero en cuanto a la ley peridica Bunsen manifest una miopa cien tfica asombrosa. "Con el misino xito se puede buscar regularidad en las cifras de los boletines de Bolsa"' -exclam con furor en una ocasin.

Antes que Mendeliev, se hicieron intentos de imponer algn orden en el caos de los sesenta y tantos elementos qumicos. Pero todos fracasaron .Probablemente, el que ms se acerc a la verdad fue el ingls Newlands.


Este sugiri la "ley de las octavas". Tal corno en la escala musical cada octava nota repite la primera, en la escala de Newlands, que dispuso los elementos en serie de acuerdo con la magnitud de sus pesos atmicos, las propiedades de cada octavo elemento eran parecidas a las del primero. Pero qu reaccin irnica despert su descubrimiento! "Por qu no trata de disponer los elementos en orden alfabtico? Puede ser que en este caso tambin se pone de manifiesto alguna regularidad?"

Qu poda contestar Newlands a su opositor sarcstico? Resulta que nada. Era uno de los que se acercaron al descubrimiento de la nueva ley de la naturaleza, pero la caprichosa repeticin de las propiedades de los elementos "despus de cada sptimo" no sugiri en la mente de Newlands la idea de la "periodicidad".

Al principio, la tabla de Mendeliev no tuvo mucha suerte. La arquitectura del sistema peridico se someta a furiosos ataques, puesto que muchas cosas seguan siendo confusas y necesitaban explicacin. Era ms fcil descubrir media docena, de elementos nuevos que encontrar para stos un domicilio legal en la tabla.'

Slo en el primer piso los asuntos, al parecer, eran satisfactorios. No haba necesidad de temer una concurrencia inesperada de pretendientes. En la actualidad, habitan este piso el hidrgeno y el helio. La carga del ncleo del tomo de hidrgeno es + 1, y la del helio, + 2. Claro est que entre ellos no hay ni puede haber otros elementos, puesto, que en la naturaleza no se conocen ncleos ni otras, partculas cuya carga se exprese con nmeros fraccionarios.'

Verdad es que, en los ltimos aos los fsicos tericos discuten persistentemente el problema sobre la existencia de los "quarks". As se denominan las partculas elementales primarias, a partir de las cuales se pueden construir todas las dems, hasta los protones y neutrones, que son, por su parte, material constructivo de los ncleos atmicos. Se supone que los "quarks" tienen cargas elctricas fraccionarias: + 1/3 y -1/3. Si los "quarks" existen realmente, el cuadro de la estructura material del mundo puede tomar para nosotros otro aspecto.


ACTIVIDAD La historia de los elementos

Cuando uno mira por primera vez un sistema peridico de

elementos qumicos y ve a sus ciento y pico "inquilinos , no puede

evitarse cierto asombro ante la gran cantidad de elementos poco

conocidos que hay. En realidad, slo unos pocos de ellos son habituales

de nuestra vida diaria, y de hecho, los 26 primeros elementos forman el

99.7 % de la masa terrestre.

La gran mayora de los elementos eran desconocidos hace

doscientos aos y el descubrimiento de todos ellos tiene una curiosa

historia llena de altibajos.

Observa la siguiente tabla con la cronologa de su descubrimiento:

- Qu puede haber provocado todos estos altibajos?

- Te has fijado en que todos los metales alcalinos se descubrieron de golpe? Lo mismo pas con gran cantidad de

tierras raras, con los gases nobles y con los transurnidos.

Podras encontrar razones para este comportamiento?

- Crees que las circunstancias histricas afectan de alguna manera al avance de la ciencia?


EDAD ELEMENTOS

DESCUBIERTOS

ACONTECIMIENTOS

CIENTFICOS

ACONTECIMIENTOS

SOCIALES Y POLTICOSEdad antigua

Edad Media

Siglo XVI

Siglo XVII

1700-1710 1710-1720 1730-1740 1740-1750 1750-1760 1760-1770 1770-1780 1780-1790

1790-1800 1800-1810

1810-1820 1820-1830 1830-1840 1840-1850 1850-1860

1860-1870

1870-1880 1880-1890 1890-1900

1900-1910

1910-1920 1920-1930 1930-1940

1940-1950 1950-19601960-1970

C, S, Fe, Cu, Ag, Au, Hg y Pb

Zn, As, Sb y Bi

W

Pt y P

Co

NiH N, O y Mn Zr, Mo, Te y U

Be, Ti, Cr, Y y Yb B, Na, Mg, Cl, K, Ca, V, Sr, Nb, Rh, Pd. Ba, Ce. Ta, Os y IrLi, Si, Se, Cd y IAl, Br, La y Th

Ru, Tb y Er

Ge, Rb, In, Cs y Tl

Sc, Ga, Sm, Dy, Ho y Tm F, Pr, Nd y Eu He, Ne, Ar, Kr, Xe, Po, Rn, Ra y Ac Gd y Lu

Pa Hf y Re Tc, At y Fr

Pm, Np, Pu, Am, Cm y Bk Cf, Es, Fm, Md y No Lw

230 a.c. Arqumedes estudia la flotacin

1543 Publicacin de la teora heliocntrica de Coprnico 1610 Galileo descubre los satlites de Jpiter 1687 Publicacin de los Principios de Filosofa Natural por Newton

1742 Establecimiento de la escala centgrada por Celsius

1769 Construccin de la primera mquina de vapor por Watt 1785 Descripcin de las leyes de la electrosttica por Coulomb 1789 Publicacin del tratado elemental de Qumica por Lavoisier 1807 Separacin por electrlisis de algunos elementos por Davy 1818 Bercelius establece la idea de masa atmica 1832 Faraday describe las leyes de electroqumica1858 Invento del espectroscopio por Bunsen 1859 Darwin publica el origen de las especies 1869 Mendeleiev publica la tabla peridica 1870 Licuefaccin de gases por Linde1896 Descubrimiento de la radiactividad por Becquerel 1900 Teora de los cuantos por Plank 1905 Teora de la relatividad de Einstein 1908 Estructura atmica por Rutherford 1913 Modelo atmico de Bohr

1931 Construccin del ciclotrn por Lawrence 1932 Descubrimiento del neutrn por Chadwick

455 Saqueo de Roma por los vndalos 622 Mahoma huye de la Meca1096-99 1 Cruzada y toma de Jerusaln

1453 Cada de Constantinopla 1517 Lutero rompe con Roma

1715 Muere el rey Sol Luis XIV

1748 Publicacin de "El espritu de las leyes por Montesquieu

1776 Publicacin de la ley de la oferta y la demanda por Adam Smith 1789 Asalto a la Bastilla de Pars

1815 Derrota de Napolen en Waterloo

1867 Marx publica "El Capital"

1885 Daimler y Benz construyen el primer automvil

1914 Primera guerra Mundial 1917 Revolucin rusa

1939 Segunda Guerra Mundial

1969 Primer alunizaje

A la caza de los elementos



EXPERIENCIAS ALTERNATIVAS


TABLA 1

ElementosAn

msico

Zn

atmico

TfusinC

T ebull.C

Densidadg/cm3

n rbitas

Electrones ltima rbita

Be 9 4 1277 2770 1'82 2 2F 19 9 -220 -188 0'21 2 7

N 14 7 -210 -196 0'31 3 5

Li 7 3 180 1330 0'53 2 1

H 1 1 -259 -252 0'09 1 1

Cl 35 17 -110 -351 0'57 3 7

Na 23 11 98 892 0'97 3 1

He 4 2 -270 -269 0'07 1 2

O 16 8 -219 -183 0'43 2 6

C 12 6 3727 4830 2'26 2 4

B 11 5 2030 - 2'34 2 3

Si 28 14 1410 2680 2'42 3 4

Mg 24 12 650 1107 1'74 3 2

Ne 20 10 -249 -246 0'48 2 8

Al 27 13 660 2450 2'70 3 3

Ca 40 20 838 1440 1'55 4 2

P 31 15 44 280 1'82 3 5

Ar 40 18 -189 -186 0'53 3 8

S 32 16 119 445 2'07 3 6

K 39 19 63'7 760 0'86 4 1


n msico: 1 n atmico: 1 n de rbitas: 1 elect. ltima rbita: 1

Hidrgeno estado fsico: gas

Tf: -259C Teb: -252C color: incoloro densidad: 0,09 g/cm3 dureza: conductividad elctrica: ninguna Propiedades interesantes: diatmico elemento ms ligero conocido Presencia en la Naturaleza: El ms abundante del Universo


Berilio estado fsico: slido

Tf: 1277C Teb: 2770C color: gris densidad: 1.85 g/cm3 dureza: raya vidrioconductividad elctrica: buena Propiedades interesantes: valiosas aleaciones Presencia en la Naturaleza:

n msico: 23n atmico: 11n de rbitas: 3 elect. ltima rbita: 1

Sodio estado fsico: slido

Tf: 98C Teb: 892C color: plata densidad: 0,97 g/cm3 dureza: blandoconductividad elctrica: conduce Propiedades interesantes: reacciona de forma violenta con el agua Presencia en la Naturaleza:


Fsforo estado fsico: slido

Tf: 44C (blanco); 590C (rojo)Teb: 280C color: blanco/rojo densidad: 1.82 g/cm3 dureza: blandoconductividad elctrica: ninguna Propiedades interesantes: el fsforo blanco es txicoPresencia en la Naturaleza:


Azufre estado fsico: slido

Tf: 119C Teb: 445C color: incoloro densidad: 2.07 g/cm3 dureza: blandoconductividad elctrica: ninguna Propiedades interesantes: Presencia en la Naturaleza:


Nen estado fsico: gas

Tf: -249C Teb: -246C color: -- densidad: 0.48 g/cm3 dureza: --conductividad elctrica: ninguna Propiedades interesantes: monoatmico. No se combina. Presencia en la Naturaleza:

H Be

Na P

S Ne



For estado fsico: gas

Tf: -220C Teb: -188C color: amarillo densidad: 0,21 g/cm3 dureza: --conductividad elctrica: ninguna Propiedades interesantes: diatmico No metal muy reactivoPresencia en la Naturaleza:


Aluminio estado fsico: slido

Tf: 660C Teb: 2450C color: plata densidad: 2.70 g/cm3 dureza: modera. duroconductividad elctrica: muy buena Propiedades interesantes: Buena conductividad trmica Presencia en la Naturaleza:

Uno de los ms abundantes en la Tierran msico: 24n atmico: 12n de rbitas: 3 elect. ltima rbita: 2

Magnesio estado fsico: slido

Tf: 650C Teb: 1107C color: plata densidad: 1.74 g/cm3 dureza: modera. duroconductividad elctrica: conduce Propiedades interesantes:

Presencia en la Naturaleza:


Cloro estado fsico: gas

Tf: -101C Teb: -34.7C color: verde densidad: 0.57 g/cm3 dureza: -conductividad elctrica: ninguna Propiedades interesantes: Txico, muy reactivoPresencia en la Naturaleza:


Silicio estado fsico: slido

Tf: 1410C Teb: 2680C color: gris densidad: 2.42 g/cm3 dureza: modera. duroconductividad elctrica: mala Propiedades interesantes: Fabricacin de semiconductoresPresencia en la Naturaleza:

Uno de los ms abundantes en la Tierra


Nitrgeno estado fsico: gas

Tf: -210C Teb: -196C color: incoloro densidad: 0.34 g/cm3 dureza: --conductividad elctrica: -- Propiedades interesantes: monoatmico. Elemento ms abundante del aire. Presencia en la Naturaleza:

F Al

Mg Cl

Si N



Helio estado fsico: gas

Tf: -270C Teb: -269C color: incolorodensidad: 0,07 g/cm3 dureza: --conductividad elctrica: -- Propiedades interesantes: monoatmico No se combinaPresencia en la Naturaleza: Segundo ms abundante del Universo


Calcio estado fsico: slido

Tf: 838C Teb: 1440C color: densidad: 1.55 g/cm3 dureza: conductividad elctrica: buena Propiedades interesantes:



Boro estado fsico: slido

Tf: 2030C Teb: --- color: cristales brillantes densidad: 2.34 g/cm3 dureza: muy duroconductividad elctrica: malaPropiedades interesantes:



Carbono estado fsico: slido

Tf: 3727C Teb: 4830C color: negro (grafito) densidad: 2.26 g/cm3 dureza: duroconductividad elctrica: conduce Propiedades interesantes: Se puede presentar como diamantePresencia en la Naturaleza:


Argn estado fsico: gas

Tf: -189C Teb: -186C color: incoloro densidad: 0.53 g/cm3 dureza: -conductividad elctrica: -Propiedades interesantes: Monoatmico. No se combina.Presencia en la Naturaleza:


Potasio estado fsico: slido

Tf: 63.7C Teb: 760C color: plateadodensidad: 0.86 g/cm3 dureza: blandoconductividad elctrica: buena Propiedades interesantes: reacciona violentamente con el agua. Presencia en la Naturaleza:

He Ca

B C

Ar K



Oxgeno estado fsico: gas

Tf: -219C Teb: -183C color: incolorodensidad: 0,43 g/cm3 dureza: --conductividad elctrica: -- Propiedades interesantes: diatmico Muy combinado. ComburentePresencia en la Naturaleza: Componente del agua y del aire


Litio estado fsico: slido

Tf: 180C Teb: 1330C color: platadensidad: 0.53 g/cm3 dureza: blandoconductividad elctrica: excelente Propiedades interesantes: reacciona violentamente con el aguaPresencia en la Naturaleza:

n msico: n atmico: n de rbitas: elect. ltima rbita:

estado fsico: Tf: C Teb: C color: densidad: g/cm3 dureza: conductividad elctrica: Propiedades interesantes:











O Li

LECTURA Los elementos en desorden

Hay un curioso paralelismo entre las historias de la qumica orgnica y de la inorgnica, a lo largo del siglo XIX. Las primeras dcadas del siglo pasado contemplaron una desesperante proliferacin en el nmero de compuestos orgnicos, y tambin en el nmero de elementos. El tercer cuarto de siglo vio el mundo de los compuestos orgnicos puesto en orden, gracias a las frmulas estructurales de Kekul. Tambin vio ordenado el mundo de los elementos, y al menos parte del mrito de ambos cambios se debi a determinada reunin internacional de qumicos.

Pero empecemos con el desorden existente a comienzos de siglo.

El descubrimiento de nuevos elementos, adems de los nueve conocidos por los antiguos y los cuatro estudiados por los alquimistas medievales, se ha mencionado en el captulo 4. Los elementos gaseosos, nitrgeno, hidrgeno, oxgeno y cloro, haban sido descubiertos todos ellos en el siglo XVIII. Y lo mismo los metales cobalto, platino, nquel, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, titanio y cromo.

En la primera dcada del siglo XX se aadieron a la lista no menos de catorce nuevos elementos. Entre los qumicos ya mencionados en este libro, Davy haba aislado al menos seis por medio de la electrlisis (vase pgina 91). Gay-Lussac y Thnard haban aislado el boro; Wollaston haba aislado el paladio y el rodio, mientras que Berzelius haba descubierto el cerio.

El qumico ingls Smithson Tennant (1761-1815), para el que Wollaston haba trabajado como ayudante, descubri tambin el osmio y el iridio. Otro qumico ingls, Charles Hatchett (aproximadamente 1765-1847), aisl el colombio (ahora llamado oficialmente niobio), mientras que el qumico sueco Anders Gustav Ekeberg (1767-1813) descubri el tntalo.

El impulso en las dcadas sucesivas no fue tan fuerte, pero el nmero de elementos continu en aumento. Berzelius, por ejemplo, descubri cuatro elementos ms: selenio, silicio, circonio y torio (vase fig. 12). Luis Nicolas Vauquelin, en 1797, descubri el berilio.

Hacia 1830 se conocan cincuenta y cinco elementos diferentes, un buen paso desde los cuatro elementos de la antigua teora. De hecho, el nmero era demasiado grande para no inquietar a los qumicos. Los elementos variaban extensamente en sus propiedades, y pareca existir poco orden entre ellos. Por qu haba tantos? Y cuntos ms quedaban todava por descubrir? Diez? Cien? Mil? Un nmero infinito?

Era tentador buscar un orden en el conjunto de los elementos ya conocidos. Quiz de esta manera podra encontrarse alguna razn que explicase su nmero, y alguna manera de justificar la variacin de las propiedades que posean.

El primero en captar un atisbo de orden fue el qumico alemn ]ohann Wolfgang Dbereiner (1780-1849). En 1829 observ que el elemento bromo, descubierto tres aos antes por el qumico francs Antoine Jrme Balard (1802-76), pareca tener propiedades que estaban justo a mitad de camino entre las del cloro y las del yodo. (El yodo haba sido descubierto por otro qumico francs, Bernard Courtois [1777-1838], en 1811). El cloro, bromo y yodo no slo mostraban una progresiva gradacin en propiedades como color y reactividad, sino que el peso atmico del bromo pareca estar justo a medio camino entre los del doro y el yodo. Sera una coincidencia?

Dobereiner neg a encontrar otros dos grupos de tres elementos que exhiban claras -gradaciones de propiedades: calcio, estroncio y bario; y azufre, selenio y teluro. En ambos grupos el peso atmico del segundo elemento estaba a mitad de camino entre los de los otros dos. Se trataba de una nueva coincidencia?

Dobereiner llam a estos grupos tradas, y busc otras infructuosamente. El hecho de que cinco sextas partes de los elementos conocidos no pudieran colocarse en ninguna trada hizo que los qumicos decidieran que los hallazgos de Dobereiner eran mera coincidencia. Ade-ms, el modo en que los pesos atmicos encajaban con las propiedades qumicas entre los elementos de las tradas de Dobereiner no impresion generalmente a los qumicos. En la primera mitad del siglo XIX, los pesos atmicos tendan a subestimarse. Resultaban convenientes para hacer clculos qumicos, pero no pareca haber ninguna razn para usados en la confeccin de listas de elementos, por ejemplo.

PESOS ATOMICOSELEMENTO ELEMENTO

Aluminio 26,98 Mercurio 200,61

Antimonio 121,76 Molibdeno 95,95 Arsnico 74,91 Nquel 58,71 Bario 137,36 Niobio 92,91 Berilo 9,013 Nitrgeno 14,908 Bismuto 209,00 Osmio 190,2 Boro 10,82 Oxgeno 16,0000 Bromo 79,916 Paladio 106,4 Cadmio 112,41 Fsforo 30,975 Calcio 40,08 Platino 195,09 Carbono 12,011 Potasio 39,100 Cerio 140,13 Rodio 102,91 Cinc 65,38 Selenio 78,96 Circonio 91,22 Silicio 28,09 Cloro 35,457 Plata 107,88 Cromo 52,01 Sodio 22,991 Cobalto 58,94 Estroncio 87,63 Cobre 63,54 Azufre 32,OG6 Oro 197,0 Tntalo 180,95 Hidrgeno 1,0080 Teluro 127/,1 Yodo 126,91 Todo 232,05 Iridio 192,2 Estao 118,70 Hierro 55,85 Titanio 47,90 Plomo 207,21 Tunsgteno 183,86 Litio 6,940 Uranio 23S,07 Magnesio 21,32 Vanadio 50,95 Manganeso 54,94 Iterbio 88,92

Fig. 12,--Lista de los cincuenta y cuatro elementos conocidos y descubiertos en la poca de Berzelius, con sus pesos atmicos calculados tomando corno base el del oxgeno igual a 16,0000 (Tornado de The Search of the Elements, Basic Books).

Incluso era dudoso que los pesos atmicos fueran tiles en los clculos qumicos. Algunos qumicos no distinguan con detalle el peso atmico del peso molecular; otros no distinguan entre peso atmico y peso equivalente. As, el peso equivalente del oxgeno es 8 (vase pgina 79), su peso atmico es 16, y el peso molecular 32. En los clculos qumicos, el peso equivalente, 8, es el ms socorrido; por qu usar entonces el nmero 16 para colocar al oxgeno en la lista de los elementos?

Esta confusin entre peso equivalente, peso atmico y peso molecular extendi su influencia desorganizadora no slo a la cuestin de la lista de elementos, sino al estudio de la qumica en general. Los desacuerdos sobre los pesos relativos que deban atribuirse a los diferentes tomos condujeron a desacuerdos sobre el nmero de tomos de cada elemento que haba en una molcula dada.

Kekul, poco despus de haber publicado sus sugerencias conducentes a las frmulas estructurales, se dio cuenta de que esta idea quedara en nada si los qumicos no se ponan de acuerdo, para empezar, acerca de las frmulas empricas. Por lo tanto propuso una conferencia de qumicos importantes de toda Europa para discutir el asunto. Como resultado de ello se convoc la primera reunin cientfica internacional de la historia. Se llam Primer Congreso Internacional de Qumica y se reuni en 1860 en la ciudad de Karlsruhe, en Alemania.

Asistieron ciento cuarenta delegados, entre los que se hallaba el qumico italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910). Dos aos antes, Cannizzaro haba topado con el trabajo de su compatriota Avogadro (vase pgina 84). Comprendi que la hiptesis de Avogadro poda utili-zarse para distinguir entre peso atmico y peso molecular de los elementos gaseosos importantes, y que esta distincin servira para aclarar la cuestin de los pesos atmicos de los elementos en general. Adems, comprendi la importancia de distinguir cuidadosamente el peso atmico del peso equivalente.

En el Congreso hizo una gran exposicin del tema, y a continuacin distribuy copias de un folleto en el que explicaba con detalle sus argumentos. Lenta y laboriosamente, sus opiniones ganaron adeptos en el mundo de la qumica. A partir de entonces, se clarific la cuestin del peso atmico, y se apreci la importancia de la tabla de pesos atmicos de Berzelius (vase pgina 86).

Para la qumica orgnica, este desarrollo significaba que los cientficos podan ahora entenderse sobre las frmulas empricas y seguir aadiendo detalles a la frmula estructural, primero en dos dimensiones y despus en tres. La forma en que esto se llev a cabo ha sido descrita en el captulo anterior.

Para la qumica inorgnica los resultados fueron igual-mente fructferos, dado que ahora exista un orden racional para ordenar los elementos segn su peso atmico creciente. Una vez hecho esto, los qumicos podran mirar la tabla peridica con nuevos ojos.

La organizacin de los elementos

En 1864, el qumico ingls John Alexander Reina Newlands (1837-98) orden los elementos conocidos segn sus pesos atmicos crecientes, y observ que esta ordenacin tambin colocaba las propiedades de los elementos en un orden, al menos parcial (ver fig. 13). Al disponer los elementos en columnas verticales de siete, los que eran semejantes tendan a quedar en la misma fila horizontal. As, el potasio qued cerca del sodio, muy semejante a l; el selenio qued en la misma lnea que el azufre, muy parecido; el calcio prximo al magnesio, y as sucesivamente. Y efectivamente, las tres tradas de Dbereiner se hallaban en dichas filas.

Newlands llam a esto la ley de las octavas (en msica, siete notas forman una octava, siendo la octava nota casi un duplicado de la primera y principio de una nueva octava). Desgraciadamente, mientras unas filas de esta tabla contenan elementos semejantes, otras contenan elementos enormemente dispares. Los dems qumicos pensaron que lo que Newlands trataba de demostrar era ms una coincidencia que algo significativo. No pudo conseguir que su trabajo fuese publicado.

Dos aos antes, el gelogo francs Alexandre Emile Beguyer de Chancourtois (1820-86) tambin haba ordenado los elementos segn su peso atmico creciente, y los haba distribuido en una especie de grfico cilndrico. Tambin aqu los elementos semejantes tendan a coincidir en columnas verticales. Public su trabajo, pero no su grfico, y sus estudios pasaron tambin inadvertidos (vase fig. 14).

Ms xito tuvo el qumico alemn Julius Lothar Meyer (1830-1895). Meyer consider el volumen ocupado por determinados pesos fijos de los diversos elementos. En tales condiciones, cada peso contena el mismo nmero de tomos de su elemento. Esto significaba que la razn de los volmenes de los diversos elementos era equivalente a la razn de los volmenes de los tomos simples que componan a dichos elementos. As, pues, se poda hablar de volmenes atmicos.

Al representar los volmenes atmicos de los elementos en funcin de los pesos atmicos, se obtenan una serie de ondas que alcanzaban valores mximos en los metales alcalinos: sodio, potasio, rubidio y cesio. Cada descenso y subida a un mximo o mnimo correspondera a un perodo en la tabla de elementos. En cada perodo, tambin descendan y suban otras propiedades fsicas, adems del volumen atmico (vase fig. 15).

El hidrgeno, el primero de la lista de elementos (porque tiene el peso atmico ms bajo), es un caso especial, y puede considerarse que constituye l solo el primer perodo. El segundo y tercer perodos de la tabla de Meyer comprendan siete elementos cada uno, y repetan la ley de Newlands de las octavas. Sin embargo, las dos ondas siguientes comprendan ms de siete elementos, y esto demostraba claramente que Newlands haba cometido un error. No se poda forzar a que la ley de las octavas se cumpliese estrictamente a lo largo de toda la tabla de elementos, con siete elementos en cada fila horizontal. Los ltimos perodos tenan que ser ms largos que los primeros.

Meyer public su trabajo en 1870, pero lleg demasiado tarde, Un ao antes, el qumico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) haba descubierto tambin el cambio en la longitud de los perodos de los elementos, pasando luego a demostrar las consecuencias de manera particularmente espectacular.

Mendeleiev estaba escribiendo su tesis en Alemania en la poca en que se celebr el Congreso de Karlsruhe, y fue uno de los que escuch y oy a Cannizzaro sus opiniones sobre el peso atmico. De vuelta a Rusia, comenz tambin a estudiar la lista de los elementos segn su peso atmico creciente.

Fig. 13.La ley de las octavas publicada en 1864 por J.A.R. Newlands fue una precursora de la Tabla Peridica de Mendeleiev

Mendeleiev atac las cuestiones desde el punto de vista de la valencia (vase pgina 109). Observ que los primeros elementos de la lista mostraban un cambio progresivo en sus valencias. Es decir, el hidrgeno tena una valencia de 1, el litio de 1, el berilio de 2, el boro de 3 el carbono de 4, el nitrgeno de 3, el azufre de 2, el flor de 1, el sodio de 1, el magnesio de 2, el aluminio de 3, el silicio de 4, el fsforo de 3, el oxgeno de 2, el cloro de 1 y as sucesivamente.

La valencia suba y bajaba, estableciendo perodos: en primer lugar, el hidrgeno solo; despus, dos perodos de siete elementos cada uno; a continuacin periodos que contenan ms de siete elementos. MendeIeiev utiliz su informacin para construir no un grfico, como Meyer y Beguyer de Chancourtois haban hecho, sino una tabla como la de Newlands.

Dicha tabla peridica de elementos era ms clara y lla-mativa que un grfico, y Mendeleiev evit el error de Newlands de insistir en la repeticin de perodos iguales.

Mendeleiev public su tabla en 1869, un ao antes de que Meyer publicase su trabajo (vase fig. 16). Pero la razn de que la mayor parte del mrito en el descubrimiento de la tabla peridica se le haya atribuido a l y no a los dems contribuyentes, no es slo una cuestin de prioridad, sino que reside en el uso espectacular que MendeIeiev hizo de su tabla.

Con el fin de que los elementos cumpliesen la condicin de tener la misma valencia cuando estuviesen en una columna determinada, Mendeleiev se vio obligado en uno o dos casos a colocar un elemento de peso atmico ligeramente superior delante de otro de peso atmico inferior. As, el teluro (peso atmico 17,6 valencia 2) tuvo que colocarlo delante del yodo (peso atmico 126,9 valencia 1) con el fin de mantener el teluro en la columna de valencia 2 y el yodo en la columna de valencia 1.

Por si esto fuera poco, descubri que era necesario dejar huecos enteros en su tabla. En lugar' de considerar estos huecos como imperfecciones de la tabla, Mendeleiev los tom intrpidamente como representantes de elementos todava no descubiertos.

Fig. 14.- Un trazo en espiral fue el resultado que obtuvo Beguyer de Chancourtois, en 1862, al ordenar los elementos por su peso atmico y relacionar los que posean propiedades anlogas.

Fig. 15. - El grfico de Meyer representaba los volmenes de un peso fijo de los distintos elementos.

En 1871 se fij de modo especial en tres huecos: los que quedaban junto a los elementos boro, aluminio, y silicio en la tabla, tal como se haba modificado aquel ao.

Lleg incluso a dar nombres a los elementos desconocidos, que -insisti- correspondan a aquellos huecos: eka-boro, eka-aluminio, eka-silicio (eka es la palabra snscrita que significa uno). Tambin predijo varias propiedades de tales elementos, estimando que la prediccin deba hacerse a partir de las propiedades de los elementos situados encima y debajo de los huecos de la tabla, siguiendo y completando as el razonamiento de Dbereiner.

El mundo de la qumica segua siendo escptico, y quiz hubiese continuado sindolo si las audaces predicciones de Mendeleiev no se hubiesen verificado de modo espectacular. Este hecho se debi en primer lugar al uso de un nuevo instrumento qumico: el espectroscopio.

Fig. 16.--Primera edicin de la Tabla Peridica de los elementos de Mendeleiev, aparecida en el Journal of the Russian Chemical Society en 1869.


.

OBJETIVO COMUN: 5 OBJETIVOS DEL AREA: 14, 15 OBJETIVO OPERATIVO: A partir de la combinacin de los elementos, describir la formacin de sustancias compuestas, simbolizando su composicin. UNIDAD: 5 - Elementos, Smbolos y Frmulas

El cobre se puede encontrar formando parte de cientos de sustancias. Pero por mucho

que analizsemos, en un trozo de cobre puro solo encontramos partculas de Cu. Despus de

muchos an1isis e investigaciones, los qumicos han encontrado solo unos 100 materiales

distintos que no se pueden descomponer en otras sustancias.

El Cu es una de estas sustancias.

No se ha encontrado ninguna sustancia que no contenga una o varias de estas 100

sustancias elementales, que se llaman precisamente elementos. Los rboles, perros, pltanos,

ranas, rocas, libros, y an las personas, se componen de uno o varas de estos elementos.

Cono resultado de muchas investigaciones se ha llegado a la conclusin de que cada

uno de estos 100 elementos est compuesto de un solo tipo de partculas, llamadas tomos. Y

los tomos de cada elemento son diferentes de los de cualquier otro elemento.

A continuacin se dan los nombres de estos elementos:

AREA:CIENCIAS EXPERIMENTALES ASIGNATURA: QUIMICA CURSO: 2

CENTRO DE ENSEANZAS INTEGRADAS

Gijn


Los qumicos usan para nombrarlos unos smbolos que aparecen en la tabla a la de-

recha de cada nombre. Estos smbolos tienen o sola una letra mayscula, o dos, una

mayscula y la segunda minscula.

+ (1) a) Corresponde siempre la primera letra del smbolo con la del nombre?

b) Hay elementos que tengan el mismo smbolo?

Ahora no se trata de aprenderse de memoria todos los smbolos; es mejor ir apren-

dindolos conforme los vayamos necesitando.

Te ser til leer la siguiente informacin. Algunos elementos se conocen desde hace

muchos siglos. Esto explica los nombres raros de algunos; se les dio el nombre de colores,

olores, continentes, ciudades, etc.

Veamos algunos. Muchas veces omos hablar de la "aurora dorada"; del nombre

Aurora, la diosa del amanecer, tomo su smbolo, Au, el oro.

Urano es un planeta que se descubri 8 aos antes de encontrarse el elemento uranio

en pechblenda en 1789. Ambos tomaron su nombre del dios griego Urano.

El smbolo del mercurio, Hg, viene de la palabra griega hydrargyrium, que significa

agua brillante. El mercurio es el nico metal lquido a temperatura ambiente (unos 25C). Los

romanos le dieron el nombre del dios de la velocidad, Mercurio, porque el metal pareca tener

alguna de las cualidades del dios.

El cobalto (Co) recibi el nombre de un duende medieval alemn, Kobold, que se su-

pona dificultaba a los mineros la extraccin de este metal plateado de la tierra. Los ltimos

elementos descubiertos tomaron el nombre de cientficos famosos.

Te suenan los nombres de einstenio (Es), curio (Cm), nobelio (No)?

El mendelevio (Md) debe su nombre al ruso Mendeleiev, que invent una de las

primeras maneras de clasificar precisamente- los elementos de acuerdo con sus propiedades; y

el laurencio (Lw) al americano Ernest Lawence que invent el ciclotrn. Otros elementos

recuerdan los nombres de continentes y naciones: europio (Eu), americio (Am), germanio (Ge),

polonio (Po); el escandio (Sc) recuerda a Escandinavia y el tulio (Tu) las Tierras del norte, que

los romanos llamaban "ultima Thule", porque all fue donde se encontraron estos elementos.

El californio (Cf) y el berkelio (Bk) se descubrieron en la Universidad de Berkeley, en

San Francisco, California.

Una serie de elementos toman el smbolo de su color, en latn o griego; plata (Ag)

CENTRO DE ENSEANZAS INTEGRADAS

Gijn


viene del griego "argyros" que significa brillante (recuerdas el nombre del mercurio?); yodo

(I) porque violeta se dice "iodes"; rodio (Rh), rosa se dice "rhodon"; indio (In) ndigo se dice

"indikon", todo ello en griego; rubidio (Rb), porque rojo se dice "rubid" en latn; el iridio (Ir)

porque Iris es la diosa griega del arcoiris.

Otros smbolos vienen de otras propiedades de los elementos: bromo (Br) de la pa-

labra griega que significa oler mal; disprosio (Dy) porque las palabras griegas "dys - pros"

significan difcil de conseguir, (el disprosio es difcil de separar de otros elementos); tungsteno,

porque en sueco "tung ston" significa roca dura, aunque es ms frecuente llamarle wolframio

(W) por su color gris sucio en alemn, "rahm", que recuerda el pelaje del lobo, "wolf".

El helio (He) viene de la palabra griega "helios" que significa sol, porque se descubri

durante la observacin de los rayos solares a travs de instrumentos especiales. El plomo (Pb),

de la palabra latina "plumbum". El tantalio (Ta) porque es difcil de localizar; su localizacin es

un trabajo tantalizador (Tntalo era hijo de Zeus).

+ (2) Haz una lista con todos los nombres de elementos que recuerdes y sus smbolos.

Cuantos te faltan por aprender?

+ (3) Te parece razonable que con solo 100 elementos se puedan hacer los millones

de sustancias distintas que hay en el Universo?

+ (4) Vamos a trabajar con algunos objetos simples. Imaginemos que los tornillos y las

tuercas representan los diferentes tipos de tomos. Veamos cuntas combinaciones distintas

podemos hacer? Para simplificar el problema, trabajaremos con solo cuatro tipos de tomos, 2

clases de tornillos y 2 clases de tuercas.


a) Cuantos tipos de tomos representan estas cuatro piezas?

b) y cuantos elementos diferentes?

+ (5) Dibuja 2 tornillos pequeos y cuatro tuercas cuadradas, simplificndolas, por ejemplo:

Se trata de dibujar el mayor nmero de combinaciones posibles con estas piezas.

Pon atencin:

- Para admitir una combinacin, al menos debe contener dos tomos; y estos deben poder mantenerse juntos, por ejemplo:

- No se admiten las combinaciones que tengan el mismo nmero y tipo de tornillos y tuercas.

+ (6) A partir de 2 tornillos pequeos, 4 tuercas cuadradas, y otras 4 hexagonales, dibujar el

mayor nmero de combinaciones. ( tuerca cuadrada; tuerca hexagonal).

+ (7) Finalmente, repetir la operacin con 5 tornillos grandes y otros 5 pequeos, 15 tuercas

cuadradas y otras 15 hexagonales. (Para distinguir los tornillos grandes de los pequeos, pinta

la cabeza de los grandes y deja en blanco la de los pequeos )

* La conclusin de todo esto es que a partir de unas pocas unidades bsicas (los tomos) se

pueden producir muchas combinaciones. Por eso el modelo corpuscular explica la existencia

de todas las sustancias a partir de unos 100 tomos.

Pero ahora pasemos a otro problema. Seguro que te pareci demasiado laborioso el

tener que dibujar tantos tornillos y tuercas en las actividades anteriores, aunque lo hicimos

esquemticamente. Veamos si lo podemos simplificar.

+ (8) Supongamos que llamas Tg al tornillo grande, Tp al tornillo pequeo, C a la tuerca

cuadrada y H a la hexagonal. Dibuja las combinaciones simbolizadas a continuacin:

TpC, TpC2, TP2C, TpTpCH

* A esto los qumicos les llaman "frmulas".

Cada smbolo representa un tipo de tomos; cada elemento tiene su smbolo. Una

frmula representa una combinacin de varios tipos de tomos.

Ms an, podramos simbolizar todo el proceso que hemos seguido para conseguir

combinaciones a partir de tomos; por ejemplo,


2 Tornillos largos + 2 Tuercas hexagonales una combinacin de 2 tornillos con 2 tuercas.

Se podra dibujar:

y simbolizar:

2 Tg + 2 H Tg2H2es decir, tenamos 2 tornillos grandes separados (2Tg) y 2 tuercas hexagonales

separadas (2H) que se combinaron () para formar una sola sustancia (Tg2H2). A esto se le

llama "reaccin qumica".

+ (9) Nos dice la frmula Tg2H2 cmo estn relacionados los tomos?

* Las frmulas nos dicen cuantos tomos, pero no cmo estn combinados. Al simplificar el

simbolismo, perdemos parte de la informacin que tenamos en el dibujo, donde vemos que

una tuerca hexagonal est en uno de los tornillos, y la otra une en cambio los dos tornillos.

Con las formulas ahorramos tiempo y espacio, pero perdemos informacin.

+ (10) Describe y dibuja la siguiente reaccin:

8 Tg + 12 C 4 Tg2C3* Los nmeros delante de los smbolos nos dicen cuntos tomos o combinaciones hay; en

cambio los subndices detrs de los smbolos se usan para sealar el hmero de tomos que

entran en la combinacin; por ejemplo; 4 Tg2C3 nos dice que tenemos 4 combinaciones iguales

de 2 tornillos grandes y 3 tuercas cuadradas.

+ (11) Escribe con formulas las siguientes reacciones:

a) 3 Tornillos pequeos y 3 tuercas cuadradas dan 3 combinaciones de 1 tornillo y 1 tuerca.

+ (12) Haz un resumen que contenga las siguientes ideas:

Se conocen solo unos 100 elementos diferentes que no se pueden obtener por combinacin de

otros.

- Las partculas de estos elementos se llaman tomos.

- Combinando este pequeo nmero de elementos se obtienen millones de sustancias conocidas.

- Para representar todo esto se usan smbolos y frmulas


Nombres y smbolos.


Tabla peridica de los elementos y estados de oxidacin


Configuracin electrnica de los elementos


INTRODUCCINPresentacin.Objetivos de la Unidad.Relacin de actividadesBibliografaGUA DIDCTICAACTIVIDAD Tabla de datos fsicos.ACTIVIDAD Fichero de elementosACTIVIDAD Ordenaciones de elementosACTIVIDAD Representar grficamente nmero msico frente a nmero atmico.ACTIVIDAD Representar grficamente nmero msico frente a nmero atmico.ACTIVIDAD Representar grficamente electrones de la ltima rbita frente a nmero msicoACTIVIDAD Representar grficamente electrones de la ltima rbita frente a nmero msicoACTIVIDAD Representar grficamente temperatura de fusin frente a nmero msico o frente a nmero atmico.ACTIVIDAD Representar grficamente temperatura de fusin frente a nmero msico o frente a nmero atmico.ACTIVIDAD Representar grficamente la energa necesaria para arrancar el ltimo electrn frente a la masa atmica (o el nmero atmico).ACTIVIDAD Comentar las agrupaciones de triadas.ACTIVIDAD Comentar las agrupaciones de octavasACTIVIDAD Mural de las distintas ordenacionesACTIVIDAD Tabla de electrones de la ltima rbita / n de rbitasACTIVIDAD Ordenacin ampliadaLECTURA Los habitantes de la gran casaACTIVIDAD La historia de los elementosEXPERIENCIAS ALTERNATIVASLECTURA Los elementos en desordenNombres y smbolos.Tabla peridica de los elementos y estados de oxidacinConfiguracin electrnica de los elementos

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