UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA

QUIMICA INORGANICA LABORATORIO

PROPIEDADES PERIODICAS DE ELEMENTOS REPRESENTATIVOS -TENDENCIAS SOBRE VALORES-

SECCION EXPERIMENTAL

ACTIVIDAD 1

Definición de los siguientes términos:

1. NUMERO ATOMICO (Z): Es el número de protones en el núcleo de cada átomo de un elemento. En un átomo neutro el número de protones es igual al número de electrones, de manera que el número atómico también indica el número de electrones presentes en un átomo. La identidad química de un átomo queda determinada exclusivamente por su número atómico. Por ejemplo, el número atómico del nitrógeno es 7; esto significa que cada átomo neutro de nitrógeno tiene 7 protones y 7 electrones; o bien, visto de otra forma, cada átomo en el universo que contenga 7 protones recibe el nombre de nitrógeno.

2. MASA ATOMICA (ma): Es la masa de un átomo, y la masa de un átomo en particular es la suma de las masas de sus protones y neutrones y varían en los distintos isotopos, sabemos que los átomos de elementos distintos tienen distinta masa entre sí, por ejemplo un átomo de hidrogeno tiene distinta masa que un átomo de cobre. El átomo de cobre tiene más masa; por lo tanto pesa más que el átomo de hidrogeno (tiene mayor peso atómico).Los átomos son tan pequeños que no podemos medir (pesar) las masas de un átomo individualmente. No existe una balanza capaz de medir la masa de un solo átomo; tampoco es posible contar los átomos necesarios para ajustar una determinada combinación o reacción química entre los elementos distintos.

3. TAMAÑO ATOMICO (radio atómico): Generalmente se piensa como el volumen que contiene alrededor del 90% de la densidad electrónica total alrededor del núcleo. Cuando tiene que ser más específico, se define el tamaño de un átomo en términos de su radio atómico, que es la mitad

de la distancia entre los dos núcleos de dos átomos metálicos adyacentes.

4. TAMAÑO IONICO (Radio iónico): Es el radio de un catión o de un anión. El radio iónico afecta las propiedades físicas y químicas de un compuesto químico. Por ejemplo, la estructura tridimensional de un compuesto iónico depende del tamaño relativo de sus cationes y aniones.

5. VOLUMEN ATOMICO: Es la relación entre la masa atómica y la densidad de un elemento, se mide en unidades de volumen por mol, el volumen atómico aumenta con el numero atómico en elementos del mismo grupo, por ejemplo el potasio será mayor que el sodio, los grupos con mayor volumen atómico son los metales del bloque S después los no metales y finalmente los metales de transición.

6. ENERGIA DE IONIZACION (I): Es la cantidad de energía que debe absorber un átomo en estado gaseoso, para poder arrancarle un electrón. El electrón que se pierde es el que está unido más débilmente al núcleo. La energía de ionización disminuye al aumentar los radios atómicos. suele expresarse como Julio/ mol.

Energía + X(g) X+(g)+ e-

7. AFINIDAD ELECTRONICA: Otra propiedad de los átomos que influye fuertemente en su comportamiento químico es su capacidad para aceptar uno o más electrones; esta propiedad se denomina afinidad electrónica, la cual es el cambio de energía que ocurre cuando un átomo en estado gaseoso acepta un electrón para formar un anión.

Para los átomos que están unidos entre si formando una red tridimensional, el radio atómico es simplemente la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos vecinos (Figura a). Para elementos que existen como moléculas diatómico sencillas, el radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de los 2 átomos de una molécula especifica (Figura b).

Figura a

Figura b

X(g) )+ e- X+

(g)

8. ELECTRONEGATIVIDAD: Pauling definió la electronegatividad como el poder que un átomo de una molécula tiene para atraer electrones hacia sí mismo. Esta atracción relativa de los pares de electrones enlazantes refleja la Zef, comparativa de los dos átomos sobre los electrones compartidos. Por lo tanto, los valores aumentan de izquierda a derecha a lo largo de un periodo y disminuye hacia abajo en los grupos de la misma manera que lo hacen las energías de ionización.

9. PRINCIPIO DE AUFBAU: para escribir las configuraciones electrónicas se utiliza el principio de Aufbau. Aufbau es una palabra Alemana que significa “construcción progresiva”, y se utiliza este método para asignar las configuraciones electrónicas a los elementos por orden de su número atómico creciente. Al pasar de un átomo al siguiente, añadíos un protón y algunos neutrones al núcleo y describimos el orbital donde va añadido el electrón [2]

10.CAPA DE VALENCIA: la cubierta exterior es la capa de distribución electrónica, que contiene mayor cantidad de energía, estas capas se llaman K, L, M, N, O, P, Q, cada una posee un número máximo de electrones. Las necesidades de capa externa sobre todo de los átomos de tener 8 electrones es la teoría del octeto.

11.TABLA PERIODICA: Mendeleev, descubrió la tabla periódica al intentar

sintetizar las propiedades de los elementos químicos, allí se tiene una clasificación en forma de tabla que agrupa los elementos similares, esta tabla estaba formada por 8 grupos, la mayoría de las tablas periódicas modernas organizan 18 grupos, los grupos verticales reúnen a los elementos que tienen propiedades semejantes, los periodos horizontales de la tabla están dispuestos en orden creciente de números atómicos de izquierda a derecha. Los primeros dos grupos constituyen el bloque s y los ultimo seis el bloque p y estos son los grupos principales, los elementos del bloque d se llaman de transición y los elementos del bloque f se dividen en lantánidos y actínidos.

12.LEY PERIODICA: en 1869 Dmitri Mendeleev y Lothar Meyer propusieron independientemente la ley periódica: cuando los elementos se organizan en orden creciente de su masa atómica, algunos conjuntos de propiedades se repiten periódicamente. Es la base de la tabla periódica de los elementos, esta ley señala que las propiedades químicas y físicas de los elementos tienden a repartirse de manera sistemática a medida que se incrementa el número atómico, la tabla por

lo tanto es una especie de esquema que se encarga de ordenar los elementos químicos de acuerdo al orden creciente de los números atómicos.

TABLAS DE ELECTRONEGATIVIDAD

Electronegatividad propuesta por Robert Mulliken, la cual se define como el valor medio de la suma de la energía de ionización y la afinidad electrónica de un átomo.

Valores de electronegatividad representados en la escala de Mulliken.

Electronegatividad propuesta por Alfred Rochow define la electronegatividad como la fuerza ejercida por el núcleo de un átomo sobre sus electrones de valencia.

H2.20

Al1,37

Ar3,36

As2,26

B1,83

Be1,99

Br3,24

C2,67

Ca1,30

Cl3,54

F4,42

Ga1,34

Ge1,95

H3,06

I2,88

In1,30

K1,03

Kr2,98

Li1,28

Mg1,63

N3,08

Na1,21

Ne4,60

O3,21

P2,39

Rb0,99

S2,65

Sb2,06

Se2,51

Si2,03

Sn1,83

Sr1,21

Te2,34

Xe

Li0.97

Be1.47

B2.01

C2.50

N3.07

O3.50

F4.10

Na1.01

Mg1.23

Al1.47

Si1.74

P2.06

S2.44

Cl2.83

K0.91

Ca1.04

Sc1.20

Ti1.32

V1.45

Cr1.56

Mn1.60

Fe1.64

Co1.70

Ni1.75

Cu1.75

Zn1.66

Ga1.82

Ge2.02

As2.20

Se2.48

Br2.74

Rb0.89

Sr0.99

Y1.11

Zr1.22

Nb1.23

Mo1.30

Te1.36

Ru1.42

Rh1.45

Pd1.35

Ag1.42

Cd1.46

In1.49

Sn1.72

Sb1.82

Te2.01

I2.21

Cs0.86

Ba0.97

La1.08

Hf1.23

Ta1.33

W1.40

Re1.46

Os1.52

Ir1.55

Pt1.44

Au1.42

Hg1.44

Tl1.44

Pb1.55

Bi1.67

Po1.76

At1.90

Tabla de electronegatividad de Pauling

Analizando las diferentes tablas de electronegatividad, se deduce que la tabla propuesta por Mulliken tiene mayor precisión con respecto a la de Pauling debido a que para calcular sus valores se tiene en cuenta, la suma de la media de la energía de ionización y la afinidad electrónica, por consiguiente esta electronegatividad, tendrá una ventaja, ya que las características mencionadas

varían en cada elemento, teniendo en cuenta que esta propuesta no incluye todos los elementos de la tabla periódica.

ACTIVIDAD 2

Consulte los valores representados (SI), para las propiedades periódicas

mencionadas en cada uno de los elementos que conforman los grupos y períodos

de elementos representativos asignados específicamente

TABLA 1: propiedades periódicas de los elementos representativos con periodo 4

Potasio(K)Calcio (Ca)

Escandio (Sc)

Titanio (Ti)

Numero atómico 19 20 21 22masa atómica (g/mol) 39.102 40.08 44.95 47.9tamaño atómico (pm) 235 197 164 147

tamaño iónico (pm) 138(+1) 100(+2) 83(+3)80(+2) 69(+4)

volumen atómico (cm3/mol) 45.36 25.86 15.04 10.62

energía de ionización (KJ/mol) 418.8 590 631 658.8

afinidad electrónica (KJ/mol) 48 -29 18 7.6

electronegatividad 0.82 1.0 1.36 1.54principio de aufbau (Ar)4s1 (Ar)4s2 (Ar)3d14s2 (Ar)3d24s2

capa de valencia 4 4 4 4

Vanadio(V) Cromo(Cr)Manganes

o (Mn)Hierro

(Fe)Numero atómico 23 24 25 26

masa atómica (g/mol) 50.94 51.99 54.93 55.84tamaño atómico (pm) 135 129 137 128

tamaño iónico (pm)65(+3)59(+5)

64(+3)56(+4)

91(+2)52(+4)

82(+2)67(+3)

volumen atómico (cm3/mol) 8.34 7.23 7.38 7.09

energía de ionización (KJ/mol) 650.9 653 717.3 759

afinidad electrónica (KJ/mol) 51 64 0 16

electronegatividad 1.63 1.66 1.55 1.83

principio de aufbau(Ar)3d3 4s2

(Ar) 3d5 4s1

(Ar) 3d5 4s2

(Ar)3d6 4s2

capa de valencia 4 4 4 4

Cobalto(Co) Níquel(Ni)

Cobre(Cu) Zinc(Zn)

Numero atómico 27 28 29 30masa atómica (g/mol) 58.93 58.71 63.54 65.38tamaño atómico (pm) 125 125 128 137

tamaño iónico (pm)82(+2)64(+3)

78(+2)62(+3)

96(+1)72(+2) 83(+2)

volumen atómico (cm3/mol) 6.64 6.60 7.09 9.17

energía de ionización (KJ/mol) 760.4 737.1 785 906.4

afinidad electrónica (KJ/mol) 64 (112)156 118 9

electronegatividad 1.88 1.91 1.9 1.6

principio de aufbau(Ar)3d7 4s2

(Ar)3d8 4s2

(Ar) 3d10 4s1

(Ar) 3d10 4s2

capa de valencia 4 4 4 4

Galio (Ga) Germanio(Ge) Arsénico(As) Selenio(Se)Numero atómico 31 32 33 34

masa atómica (g/mol) 69.72 72.61 74.92 78.96tamaño atómico (pm) 153 122 121 119

tamaño iónico (pm)113(+1)62(+3)

90(+2)272(-4)

222(-3)46(+5)

198(-2)69(+4)

volumen atómico (cm3/mol) 11.81 13.64 12.96 16.48

energía de ionización (KJ/mol) 577 784 947.0 941

afinidad electrónica (KJ/mol) 29 116 78 195

electronegatividad 1.81 2.01 2.18 2.55

principio de aufbau(Ar) 3d10 4s2 4p1

(Ar) 3d10 4s2 4p2

(Ar) 3d10 4s2 4p3

(Ar) 3d10 4s2 4p4

capa de valencia 4 4 4 4

Bromo(Br) Kriptón(Kr)

Numero atómico 35 36masa atómica (g/mol) 79.90 83.80

tamaño atómico (Armstrong) 114

tamaño iónico (Armstrong)

196(-1)169 (+1)

volumen atómico (cm3/mol) 25.59 34.73

energía de ionización (KJ/mol) 1140 1350.8

afinidad electrónica (KJ/mol) 325 -96

electronegatividad 2.96 --

principio de aufbau(Ar) 3d10 4s2 4p5

(Ar) 3d10 4s2 4p6

capa de valencia 4 4

TABLA 2: propiedades periódicas de los elementos representativos con periodo 4

GRUPO XIII A (13):

Boro (B)Aluminio

(Al)Galio (Ga) Indio (In) Talio (Tl)

numero atómico 5 13 31 49 81masa atómica 10,81 26,98 69,72 114,81 204,38radio iónico (Å) 0,2 0,5 0,62 0,81 0,95radio atómico 0,98 1,43 1,41 1,66 1,71

volumen atómico(cm3/mol) 4,62 10 11,8 15,7 17,2

energía de ionización (KJ/mol) 899,4 737,7 578,8 558,3 569,4

afinidad electrónica (KJ/mol) -26,7 -42,5 -28,9 -28,9 -19,3

electronegatividad 2,04 1,61 1,81 1,78 1,62capa de valencia 3 3 3 3 3

principio de aufbau1s2 2s2

2p11s2 2s2 2p6

3s2 3p1

1s2 2s2

2p6 3s2

3p6 4s2

3d10 4p1

1s2 2s2

2p6 3s2

3p6 4s2

3d10 4p6

5s2 4d10

5p1

1s2 2s2

2p6 3s2

3p6 4s2

3d10 4p6

5s2 4d10

5p6 6s2

4f14 5d10

6p1

Tabla 3. Propiedades periódicas de los elementos representativos del grupo 13A de la tabla periódica.

En el grafico se observa que la masa atómica va creciendo a medida que el numero atómico también aumenta es decir la masa es directamente proporcional al número atómico debido a que en la tabla periódica la masa aumenta de arriba abajo en el grupo, estas propiedades están relacionadas ya que el número atómico es el número de protones que tiene en el núcleo de cada elemento y la masa atómica es la suma de protones y neutrones de un átomo.

0 20 40 60 80 1000.00

100.00

200.00

300.00

GRUPO 13A: Masa atomica vs Número atómico

Número atómico

Mas

a A

tóm

ica

(g/m

ol)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

0.5

1

GRUPO 13A: Número atómico vs radio iónico (Å)

Número Atómico

Radi

o ió

nico

(Å) En la gráfica se observa que el radio iónico aumenta con leves

variaciones a medida que aumenta el número atómico en el

grupo 13A. El radio iónico depende del radio atómico y aumenta

en un grupo hacia abajo por ello es que la gráfica es igual a la

del radio atómico con la diferencia de que el radio iónico de los

elementos del grupo 13A se encuentra entre (0,2-0,95) y el radio

atómico se encuentra entre (0,98-1,71).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

0.5

1

1.5

2

GRUPO 13A: Número atómico vs radio atómico

Número atómico

Radi

o at

ómco

En la gráfica se observa que el tamaño atómico crece pero no constantemente cuando aumenta el número atómico, el tamaño atómico en un grupo crece de arriba abajo en la tabla periodica.es decir que según la gráfica el talio es el elemento más grande del grupo 13A.

En la gráfica se puede observar la variabilidad que tiene el volumen atómico en un grupo de la tabla periódica. El volumen atómico depende de las características de los elementos en estado sólido por ello su aumento no es constante.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

-45

-35

-25

-15

-5

GRUPO 13A: Número atómico vs afinidad electronica (Kj/mol)

Número atómico

afini

dad

elec

tron

ica

(Kj/

mol

)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

5

10

15

20

GRUPO 13A: Número atómico vs volumen atómico

Número atómico

Vol

umen

ató

mic

o (c

m3/

mol

)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900.0

200.0400.0600.0800.0

1,000.0

GRUPO 13A: Número atómico vs energia de ionización (Kj/mol)

Número atómico

Ene

rgía

de

ion

izac

ión

(Kj/

mo

l)

Se observa en la gráfica que la energía de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico en el grupo 13 debido a que en un grupo la energía de ionización aumenta de abajo hacia arriba como se observa, esto se debe a que en elementos más grandes la fuerza con la que están unidos los electrones es mayor que en átomos más pequeños, y para sacar un electrón se requiere de más energía.

Se puede observar en la gráfica que en el grupo 13A de la tabla periódica la afinidad aumenta de abajo hacia arriba por lo que la gráfica debería ascender y no presentar descenso en elementos con bajo número atómico, esto se debe a que la afinidad electrónica no presenta un aumento o disminución de forma ordenada sino de forma desordenada, la afinidad electrónica entre más negativa sea, mayor será la tendencia del átomo a aceptar (ganar) un electrón y por la gráfica se dice que el aluminio tiene la capacidad de aceptar un electrón más fácilmente que los demás.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

0.51

1.52

2.5

GRUPO 13A: Número atómico vs elec-tronegatividad

Número atómico

Elec

tron

egati

vida

d

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

1234

GRUPO 13A: Número atómico vs capa de valencia

Número atómico

Capa

de

vale

ncia

GRUPO XIV A (14):

Carbono (C) Silicio (Si)

Germanio (Ge)

Estaño (Sn)

Plomo (Pb)

numero atómico 6 14 32 50 82masa atómica 12.011 28.086 72.59 118.69 207.19

radio iónico260(-4)15(+4)

271(-1)41(+4)

93(+2)53(+4)

112(+2)71(+4)

120(+2)84(+4)

radio atómico 77 118 72.59 158 175volumen

atómico(cm3/mol) 3.42 12.06 13.64 20.65 18.27energía de ionización

(KJ/mol) 1086.5 786.5 762 708.6 715.6afinidad electrónica

(KJ/mol) 122 134 116 116 35electronegatividad 2.5 1.8 1.8 1.8 1.8capa de valencia 2 3 4 5 6

principio de Aufbau 1s2 2s2 1s2 2s2 2p6 1s2 2s2 1s2 2s2 1s2 2s2

Se observa en la gráfica que el boro es el elemento con más alta electronegatividad es decir cuando en un compuesto el átomo de boro atrae fuertemente los electrones; el aluminio y el talio presentan la más baja electronegatividad del grupo 13A es decir, no atrae electrones con facilidad.

Se observa en la gráfica que el boro es el elemento con más alta electronegatividad es decir cuando en un compuesto el átomo de boro atrae fuertemente los electrones; el aluminio y el talio presentan la más baja electronegatividad del grupo 13A es decir, no atrae electrones con facilidad. Al observar la gráfica se puede deducir que la capa de valencia permanece constante debido a que en la tabla periódica están clasificados los elementos en grupos por la cantidad de electrones en su último nivel de energía por ello no hay variación y como su número de grupo lo indica poseen 3 electrones en su último nivel de energía.

2p1 3s2 3p1

2p6 3s2

3p6 4s2

3d10 4p1

2p6 3s2

3p6 4s2

3d10 4p6

5s2 4d10

5p1

2p6 3s2

3p6 4s2

3d10 4p6

5s2 4d10

5p6 6s2

4f14 5d10

6p1

Tabla 4. Propiedades periódicas de los elementos representativos del grupo 14A de la tabla periódica.

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÌA

H, Ralph. Patuco y otros. Química general principios y aplicaciones modernas. La tabla periódica y algunas propiedades atómicas. 10 ed. Editorial Pearson. P 374-375.

Carta. Principios esenciales de química general. Átomos, moléculas e iones. Edición de Raymond Chang. Editorial Mc Graw Hill. P 35.

Carta. Principios esenciales de química general. La tabla periódica. Edición de Raymond Chang. Editorial Mc Graw Hill. P 245-253.

Rayen, Jeff y Chanchan. Química inorgánica descriptiva. El enlace covalente. 2 ed. Editorial Pearson educación. P 60.

http://www.monografias.com/trabajos79/tabla-periodica/tabla-periodica2.shtml