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QUÍMICA P R O G R A M A A C A D É M I C O V I R T U A L Ciclo Anual UNI Docente: Jhon Silva Semana: 6 TABLA PERIÓDICA MODERNA Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A OBJETIVOS Jhon Silva Susanibar C U R S O D E Q U Í M I C A II. CONOCER LOS CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS Y SU RELACIÓN CON LAS INVESTIGACIONES QUÍMICAS. III. APRENDER LAS REGLAS QUE PERMITAN UBICAR A UN ELEMENTO QUÍMICO EN LA TABLA PERIÓDICA. I. CONOCER LA IMPORTANCIA DE LA TABLA PERIÓDICA. 𝐓𝐚 180 73 𝐏 31 15 eriódica bla INTRODUCCIÓN Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar ... ¿Te has preguntado porqué los elementos químicos se han ordenado en una tabla? …¡Te doy una idea! Agrupados de forma aleatoria Agrupados según sus propiedades o característicasNo clasificados Clasificados … Hola C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A https://www.youtube.com/watch?v=jViQuheil-U ¿ … Y en relación a qué se clasifican los elementos químicos? … Antes de responder ello, quisiera hacerte algunas preguntas. … ¿Qué elemento crees que reacciona con el agua en el video? Litio … ¿Será el único elemento que reacciona con agua? ...No C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar https://www.youtube.com/watch?v=jViQuheil-U C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A … El porqué de un ordenamiento de los elementos químicos radica en la asociación de sus propiedades químicas cualitativas, tales como el grado de reactividad… 𝐿𝑖(𝑠) + 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝐿𝑖𝑂𝐻(𝑎𝑐) + 𝐻2(𝑔) 𝑁𝑎(𝑠) + 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝑁𝑎𝑂𝐻(𝑎𝑐) + 𝐻2(𝑔) 𝐾(𝑠) + 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝐾𝑂𝐻(𝑎𝑐) + 𝐻2(𝑔) El Li, Na y K se encuentran en una misma columna de la tabla periódica. “… El Li, Na y K reaccionan con el agua para producir su respectivo hidróxido e hidrógeno” C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A … Sin embargo los químicos buscan clasificar a los elementos químicos no sólo con el objeto de facilitar su conocimiento y descripción sistemática en función a sus analogías y diferencias sino, más importante aun, para promover diferentes direcciones en las que la investigación pudiese conducir a nuevos avances en el conocimiento de los materiales … ✓ El primer chip de computador estaba hecho de germanio (Ge) ✓ En cuestión de meses se creó un chip basado en silicio (Si). El primer circuito integrado, como se le decía a los chips de computador (1958) Un ejemplo claro: Actualmente se sigue utilizando silicio en los microchips. C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LA TABLA PERIODICA Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar ❑ En 1817 el químico alemán Johann Döbereiner notó que varios grupos de tres elementos formaban triadas con dos características interesantes. El elemento de en medio de una triada no sólo tenía reactividad química intermedia, sino que también tenía un peso atómico intermedio. Döbereiner descubrió triadas, tales como el calcio, estroncio y bario, así como cloro, bromo y iodo …Pero el ordenamiento de los elementos en la tabla periódica no fue de la noche a la mañana… 𝐿𝑖 6,9 𝐾 39,1 𝑁𝑎 22,9Peso atómico 𝑃. 𝐴 (𝑁𝑎) = 𝑃. 𝐴 𝐿𝑖 + 𝑃. 𝐴(𝐾) 2 𝑃. 𝐴 𝑁𝑎 = 6,9 + 39,1 2 = 23,0 𝑃. 𝐴 𝑁𝑎 = 23,0 (valor muy próximo al real) C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A ❑ En 1864 el químico ingles John Newlands ordenó los elementos en grupos de siete elementos en orden creciente de sus pesos atómicos, y observo que el octavo elemento (ley de las octavas de Newlands) a partir de uno cualquiera podía considerarse como semejante al primero. 1 2 3 4 5 6 7 Li 6,9 Be 9,0 B 10,8 C 12,0 N 14,0 O 16,0 F 19,0 Na 22,9 Mg 24,3 Al 27,0 Si 28,1 P 31,0 S 32,1 Cl 35,5 ¿Octavas…? C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A … En 1869 el químico ruso Dimitri Mendeleev publicó su primera tabla periódica donde ordenó los elementos según su propiedades físicas y químicas, y en especial la valencia en función periódica a sus pesos atómicos. … el químico alemán Lothar Mayer estudio la relación entre el peso atómico y sus propiedades físicas, lo que le llevo a representar los volúmenes atómicos, volatilidad, comportamiento electroquímico y otras propiedades en función a sus pesos atómicos. …Parecidos, pero no iguales. Casi de manera simultanea pero de forma independiente… C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A ✓ Agrupó a los elementos de forma más exacta de acuerdo a sus propiedades. ✓ Hizo predicciones de las propiedades de elementos que aun no se conocían. … El trabajo de Mendeleev sobre la clasificación periódica de los elementos es por muchos el aporte más importante del siglo XX. ❑ El sistema de clasificación de Mendeleev fue trascendente sobre todo por dos aspectos. C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A - Electrón Cátodo ❑ En 1913, un joven físico inglés, Henry Moseley. Descubrió una relación entre lo que el llamó número atómico y la frecuencia de los rayos X que se generaban al bombardear un elemento con electrones de alta energía. … Al éxito de la tabla periódica de Mendeleev surgieron dificultades como, ¿Donde iría el argón? ¿Acaso en el lugar de potasio…? - + Placa de cierto elemento Ánodo Rayos X 𝜈 = 𝑎 𝑍 − 𝑏 𝜈: 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑟𝑎𝑦𝑜𝑠 𝑋 𝑍: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑡ó𝑚𝑖𝑐𝑜 … Con esto se enuncia la “ley periódica”: Si los elementos se colocan según aumenta su número atómico, se observa una variación periódica en sus propiedades físicas y químicas. C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar DESCRIPCIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA MODERNA Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar Z Aumenta Basándose en la ley periódica y las configuraciones electrónicas, El químico Suizo Alfred Werner diseñó la tabla periódica moderna. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A PERIODO ▪ Son las 7 filas horizontales y están determinados por el mayor nivel de energía de la configuración electrónica del elemento. ▪ Los elementos de una mismo periodo tienen propiedades diferentes. 1 2 3 4 5 6 7 6 7Ej. Cada uno de estos elementos tienen seis (6) niveles energéticos. ✓ 3𝐿𝑖 ✓ 7𝑁 ✓ 22𝑇𝑖 ✓ 34𝑆𝑒 𝑳𝒊 𝑵 𝑻𝒊 𝑺𝒆 → 1𝑠2 𝟐𝑠1 → 1𝑠2 2𝑠2 𝟐𝑝3 → 18𝐴𝑟 𝟒𝑠 2 3𝑑2 → 18𝐴𝑟 4𝑠 2 3𝑑10 𝟒𝑝4 Periodo = 2 Periodo = 2 Periodo = 4 Periodo = 4 C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIA VIIIA VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IIIB GRUPOS O FAMILIAS REPRESENTATIVOSREPRESENTATIVOS TRANSICIÓN O METALES PESADOS TRANSICIÓN INTERNA O TIERRAS RARAS ▪ Son las columnas de la tabla periódica. ▪ Tradicionalmente hay ocho grupos A y ocho grupos B. ▪ Según la IUPAC son 18 grupos. ▪ Cada grupo contiene elementos con propiedades semejantes. Por ejemplo, cada elemento del grupo IA a excepción del “H” son muy reactivos, fácilmente se oxidan. C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A GRUPO TRADICIONAL (IUPAC) DENOMINACIÓN TERMINACIÓN ELECTRÓNICA IA (1) Metales Alcalinos (excepto H) 𝑛𝑠1 IIA (2) Metales alcalinos térreos n𝑠2 IIIA (13) Boroides o térreos n𝑠2… 𝑛𝑝1 IVA (44) Carbonoides n𝑠2… 𝑛𝑝2 VA (15) Nitrogenoides n𝑠2… 𝑛𝑝3 VIA (16) Anfígenos n𝑠2… 𝑛𝑝4 VIIA (17) Halógenos n𝑠2… 𝑛𝑝5 VIIIA (18) Gases Nobles n𝑠2… 𝑛𝑝6 ▪ Son denominados elementos representativos ▪ Sus electrones externos o de valencia están ubicadosen orbitales s y p. ❑ GRUPO A ▪ Las propiedades químicas similares o análogas de un mismo grupo se dan porque poseen igual numero de electrones de valencia. A A C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A GRUPO TRADICIONAL (IUPAC) DENOMINACIÓN TERMINACIÓN ELECTRÓNICA IB (11) Familia del cobre (metales de acuñación) n𝑠1…(𝑛 − 1)d10 IIB (12) Familia del cinc (elementos puente) n𝑠2…(𝑛 − 1)d10 IIIB (3) Familia del escandio n𝑠2…(𝑛 − 1)d1 IVB (4) Familia del titanio n𝑠2…(𝑛 − 1)d2 VB (5) Familia del vanadio n𝑠2…(𝑛 − 1)d3 VIB (6) Familia del cromo n𝑠2…(𝑛 − 1)d4 VIIB (7) Familia del manganeso n𝑠2…(𝑛 − 1)d5 VIIIB (8,9 y 10) Familia del Fe, Co y Ni (Ferromagnéticos) n𝑠2…(𝑛 − 1)d6 n𝑠2…(𝑛 − 1)d7 n𝑠2…(𝑛 − 1)d8 ▪ Son denominados elementos de transición. Esto debido a que se consideran como transito elementos metálico de alta reactividad y elementos de menor carácter metálico. ▪ Sus electrones más externos se ubican en orbitales d o f. ❑ GRUPO B TRANSICIÓN INTERNA O TIERRAS RARAS IIIB B Lantánidos Actínidos C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS SEGÚN SUS PROPIEDADES METALES NO METALES Cobre (Cu) Azufre (S) Cable de cobre Trozos de azufre Son la mayoría Son la minoría A temperatura ambiente son sólidos, excepto el Hg (líquido) A temperatura ambiente pueden se sólidos, líquidos o gaseosos. Son buenos conductores eléctricos y térmicos. Son malos conductores del calor y la electricidad, excepto el grafito (C) Son maleables y dúctiles No son maleables ni dúctiles Presenta brillo Son opacos Tienden a perder electrones; es decir, se oxidan y forman cationes. Tienden a ganar electrones; es decir, se reducen y forman aniones. 𝐶𝑢𝑆𝑂4. 5𝐻2𝑂 Sulfato cúprico 𝑃𝑏𝑆 Sulfuro plumboso 2+ 2- C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A … Los semimetales o metaloides son elementos que posee ciertas propiedades físicas intermedias entre los metales y no metales, especialmente la conductividad eléctrica. ▪ Son ocho (8) en total (B, Si Ge, As, Sb, Te, Po y At.) ▪ Todos son sólidos a temperatura ambiente. ▪ Se les utiliza en la fabricación de circuitos electrónicos, como transistores, chis y microchips de computadoras, etc. ▪ De los semimetales, son el germanio (Ge) y el silicio (si) los más utilizados. C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A … según la configuración electrónica terminal de los átomos neutros (en su estado basal) de los elementos químicos, la tabla periódica se divide en los siguientes bloques o sectores Na V Si Pm s pd f ✓ 11𝑁𝑎 ✓ 14𝑆𝑖 ✓ 23𝑉 ✓ 61𝑃𝑚 → 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 𝟑𝒔𝟏 → 18𝐴𝑟 4𝑠 2 𝟑𝒅𝟑 → 54𝑋𝑒 6𝑠 2 𝟒𝒇𝟓 → 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 3𝑠2 3𝒑𝟐 C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A ▪ Cada elemento químico tiene una ubicación fija en la tabla periódica. PROCEDIMIENTO: 1° Realizar la distribución electrónica 2° El periodo = Mayor nivel de la distribución electrónica 3° El grupo: Según el ultimo subnivel, ver la zona que corresponde. UBICACIÓN DE UN ELEMENTO EN LA TABLA PERIÓDICA ▪ La ubicación depende directamente de número atómico (Z). ❑ Para el grupo A Terminación electrónica en “s o p”. Nº grupo = cantidad de electrones del último nivel ✓ 12𝑀𝑔→ 1𝑠 2 2𝑠2 2𝑝6 𝟑𝒔𝟐 Periodo = 3 Grupo = II A (según Iupac: 2) C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar Si termina en: Nº Grupo sα α Pα α+12 dα α+ 2 fα 3 ✓ 51𝑆𝑏 → 36𝐾𝑟 𝟓𝒔 𝟐 4𝑑10 5𝒑𝟑 Periodo = 5 Grupo = V A (Según Iupac: 15) SEGÚN IUPAC ✓ 31𝐺𝑎 → 18𝐴𝑟 𝟒𝒔 𝟐 3𝑑10 𝟒𝒑𝟏 Periodo = 4 Grupo = III A (Según Iupac: 13) C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A ❑ Para el grupo B Terminación electrónica en “d”. ✓ 40𝑍𝑟 ✓ 30𝑍𝑛 → 18𝐴𝑟 4𝑠 2 3𝑑10 Periodo = 5 Grupo = IV B (según Iupac: 4) Periodo = 4 Grupo = II B (Según Iupac: 12) Nº grupo = N° electrones (s) + N° electrones (d) N° e (s) + n° e (d) N° Grupo 8, 9 o 10 VIIIB 11 IB 12 IIB ¡Ten presente ! Mayor Nivel Penultimo Nivel → 36𝐾𝑟 𝟓𝑠 2 4𝑑2 ✓ 63𝐸𝑢 → 54𝑋𝑒 6𝑠 2 4𝑓7 Periodo = 6 Grupo = III B (Según Iupac: 3) … Si la configuración electrónica de un elemento termina en “f” pertenecerá al grupo IIIB. C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar w w w . a c a d e m i a c e s a r v a l l e j o . e d u . p e
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