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19 04 18 71 Lí ne a de T ie m po M ar ie C ur ie o bt ie ne e l pr em io N ob el d e Fí si ca . M en de lé ye v pu bl ic a su ta bl a pe rió di ca d efi ni tiv a. 19 03 D .I. M en de lé ye v fa lle ce e n Sa n Pe te rs bu rg o. 18 69 M en de lé ye v da a c on oc er s u 1. a ve rs ió n de s u si st em a pe rió di co d e lo s el em en to s qu ím ic os . 18 71 D ar w in p ub lic a El or ig en d el H om br e. Colegios TRILCE La INTELIGENCIA como primera opción San Miguel - Faucett - Pershing - Escardó I Bim. / QUÍMICA / 3ER. AÑO 93 Radio Atómico Es la distancia promedio entre el último electrón de nivel más externo y el núcleo. En la tabla periódica varía . PERIODO: Aumenta de derecha a izquierda inverso al número atómico. GRUPO: Aumenta de arriba hacia abajo (directamente como aumenta el número atómico). El RADIO ATÓMICO representa el tamaño de un átomo, así como el volumen atómico. Importante En general, en todos aquellos elementos que poseen volúmenes atómicos elevados, los electrones del último nivel se hallarán escasamente atraídos y podrán cederse con gran facilidad. Por el contrario, aquellos elementos que poseen volúmenes atómicos pequeños tenderán a captar electrones o ceder con dificultad lo que poseen. Ejemplo 1: Ordena de acuerdo al radio atómico en forma creciente: Cl, Br, F Solución: Son de la familia (grupo) halógenos y el radio aumenta de arriba hacia abajo. F Cl ⇒ Orden: F, Cl, Br Br Ejemplo 2: Ordena en forma creciente de acuerdo al radio o volumen atómico: P, Si, S. Solución: Los elementos se encuentran en un mismo periodo: Ordenado: Si P S aumenta el radio atómico ⇒ Orden creciente: S, P, Si Radio Iónico Los radios iónicos, en general, aumentan al descender por un grupo y disminuyen a la largo de un periodo. Los cationes son menores que los respectivos átomos neutros y los aniones son mayores. Catión (+) El radio catión disminuye en comparación con su átomo neutro, debido a que existe mayor fuerza de atracción nuclear hacia los electrones. 3Li +3Li neutro catión rA r catión < r átomo neutro rLi < rLi + Ejemplo: Tabla Periódica II La INTELIGENCIA como primera opción Colegios TRILCE I Bim. / QUÍMICA / 3ER. AÑO San Miguel - Faucett - Pershing - Escardó 94 El radio anión aumenta en comparación con su átomo neutro. Como la carga nuclear no varía y el anión se origina al ganar electrones, esos electrones periféricos ejercerán una fuerza de repulsión, la cual producirá un efecto pantalla de aumento de volumen. Anión (-) Ejemplo 1: gana 2e– 80 núcleo –2 80 núcleo O–2 > rO r rcatión < rátomo neutro < ranión ranión > rátomo neutro En general Ejemplo: Ordena de menor a mayor tamaño. 12Mg +2 8O –2 9F –1 11Na +1 7N –3 10Ne Solución: Ordenamos en forma creciente de tamaño Mg+2 Na+1 Ne F–1 O–2 N–3 menor tamaño mayor tamaño Energía de Ionización (E.I.) Es la energía necesaria para arrancar un electrón periférico en un átomo. La E.I. se puede expresar en electrón voltio, eV (kcal/mol). 11p+ núcleo Na+ 11p+ E. I. 2 8 Metal: 11Na Ecuación: Como se puede observar en el ion Na+, los electrones periféricos se encuentran más fuertemente atraídos hacia el núcleo. Y para poder arrancar un electrón se requiere una E.I. mucho mayor. Experimentalmente: E.I.2 = 1091 kcal/mol Na+ + E.I.2 ⇒ Na ++ + 1e– Na + E.I. ⇒ Na+ + 1e– Experimentalmente: E.I. = 118 kcal / mol Importante Su variación en la tabla periódica: PERIODO : Aumenta de izquierda a derecha. GRUPO : Aumenta de abajo hacia arriba. ¿Quién tiene menor potencial de ionización? Na, Li, K Solución: Ordenando (Grupo IA) Li mayor Na K menor Respuesta: E.I. menor = K Ejemplo: En Alemania una sociedad con sede en Karlsruhe ha desarrollado una técnica revolucionaria que será la responsable de la implantación de chips de silicona en la pelota, dicho sistema deberá proporcionar respuestas instantáneas e irrefutables a muchas de las protestas por cuestiones de fuera de juego que podrían cambiar el resultado de los partidos de fútbol. Colegios TRILCE La INTELIGENCIA como primera opción San Miguel - Faucett - Pershing - Escardó I Bim. / QUÍMICA / 3ER. AÑO 95 Ejemplo 1: Afinidad electrónica (A.E.) o Electroafinidad Es la energía liberada cuando un átomo gana un electrón, para convertirse en ion negativo (anión). F + 1e– ⇒ F– + A.E. 2 9F + 2 F–No metal + 1e– A.E. Importante Variación en la tabla periódica: PERIODO : Aumenta de izquierda a derecha. GRUPO : Aumenta de abajo hacia arriba. Electronegatividad (E.N.) Es la capacidad que tiene un átomo para ganar electrones de otro átomo. Linus Pauling determinó escalas de E.N. que varían del 0,7 al 4,0. Para los gases nobles: E.N. = 0 por ser estables. Variación del carácter Metálico y no Metálico LOS METALES Se caracterizan químicamente por su tendencia a perder electrones con facilidad, es decir, que actúan como elementos electropositivos. Su variación: PERIODO: Aumenta de derecha a izquierda. GRUPO: Aumenta de arriba hacia abajo. ¿Quién es más metálico, Na o K? Ordenamos en un grupo: Na aumenta K K: Tiene carácter más metálico (mayor tendencia a perder electrones). CARÁTER NO METÁLICO Ligado con la tendencia a ganar electrones. Los no metales son electronegativos y su variación es inversa al carácter metálico. Se puede predecir: El carácter metálico está relacionado con el carácter básico de los óxidos. Cuanto más metálico, más básico será el óxido metálico. Demostración El grupo IIA tiene mayor energía de ionización que el grupo IIIA. ¿Por qué? El grupo IIA = ns2 El grupo IIIA = ns2 np1 Como se ve el grupo IIIA tiene un electrón desapareado y es más fácil quitarle ese electrón que al grupo IIA que presenta electrones apareados. ¿Cuál t iene mayor energía de ionización? F, C, O, N Solución: Ordenando (Periodo) C N O F menor mayor Respuesta: E.I. mayor = F aumenta au m en ta Energía de Ionización La INTELIGENCIA como primera opción Colegios TRILCE I Bim. / QUÍMICA / 3ER. AÑO San Miguel - Faucett - Pershing - Escardó 96 1) ¿A qué grupo pertenece un elemento cuyo número atómico es 49? a) Alcalino térreo b) Térreo o borano c) Carbonoide d) Alcalino e) Nitrogenoide Nivel I Ejemplo 2: ¿Quién es más metálico Na o Mg? Solución: Ordenando (periodo) Na Mg Aumenta carácter metálico Respuesta: El Na es más metálico que el Mg. Su base: NaOH es más fuerte Mg(OH)2. Análogamente, la relación entre el carácter no metálico de los elementos con el carácter de sus anhídridos y ácidos oxácidos. ¿Cuál es más metálico: Cl, S, P? Solución: Ordenando (periodo) P S Cl más no metálico, Cl: Es el más no metálico y es el más electronegativo. RESPUESTA: Su ácido será más fuerte: HClO3 > H2SO4 > H3PO4 más electronegativo Ejemplo 3: aumenta au m en ta Electronegatividad Ejemplo 4: Si se tiene 3X y 11L, ¿cuál será de mayor radio atómico? 2.º Periodo 3.º Periodo Solución: 3X = 1s 2 2s1 ⇒ IA 11L = 1s 2 2s2 2p6 3s1 ⇒ IA aumenta Por lo tanto el elemento L es el de mayor radio atómico. En grupo Ejemplo 5: Indica la reacción que ocurrirá si se necesita «X» joules para quitar un electrón al sodio. Solución: Na + X(joules) ⇒ Na + I. Marca la alternativa correcta. II. Marca verdadero (V) o falso (F) a las siguientes proposiciones: 2) Los metales son aquellos elementos que tienden a donar electrones. ( ) 3) Los metales luego de convertirse en aniones se van a atraer con los cationes. ( ) 4) La mayoría de los metales seencuentran a la derecha de la tabla periódica. ( ) III. De las siguientes familias, halla la configuración electrónica de cada una de ellas e indica la familia que presenta mayor radio atómico, el más electronegativo y el de mayor energía de ionización. 5) 3; IIIA; boroides ________________________ ________________________ 6) 3; IIA; alcalinos térreos ________________________ ________________________ 7) 4; IIIA; térreos ________________________ ________________________ 8) 4; IIA; alcalinos térreos ________________________ ________________________ Colegios TRILCE La INTELIGENCIA como primera opción San Miguel - Faucett - Pershing - Escardó I Bim. / QUÍMICA / 3ER. AÑO 97 Nivel II 9) 3; VIIA; halógenos ________________________ ________________________ IV. Con un dibujo de la tabla periódica, indica las tendencias de las siguientes propiedades. 10) Electronegatividad 11) Carácter metálico 12) Energía de ionización 13) Afinidad electrónica 14) Radio iónico 15) Potencial de ionización 16) ¿Forma sales?. ¿Por qué? ________________________ ________________________ ________________________ I. ¿Qué propiedad no caracteriza al elemento 35X 80? 17) ¿Gana electrones?. ¿Por qué? ________________________ ________________________ ________________________ 18) ¿Tiene siete electrones de valencia?. ¿Por qué? ________________________ ________________________ ________________________ II. Marca verdadero (V) o falso(F) en las siguientes afirmaciones: III. Marca la alternativa correcta. 19) ¿Es alcalino?. ¿Por qué? ________________________ ________________________ ________________________ 20) Los alótropos del carbono son el diamante y el grafito. ( ) 21) El oxígeno es comburente. ( ) 22) El Na y K son metales alcalinos. ( ) 23) ¿Qué grupo tiene un elemento extraño? a) Mg, Sr, Be b) B, Al, In c) N, Sb, P d) Te, S, O e) Cl, Br, Y 24) Señala el número atómico de un elemento representativo. a) 24 b) 39 c) 50 d) 89 e) 72 25) Los metales son dúctiles porque: a) Son buenos conductores de calor. b) Conducen la electricidad. c) Pueden ser laminados. d) Pueden ser convertidos en alambres muy finos. e) Pueden ser dulces. IV. Responde las siguientes preguntas: 26) Explica qué es energía de ionización y cómo es la tendencia en la tabla periódica en el grupo y periodo. ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ 27) Explica qué es afinidad electrónica y cómo es la tendencia en la tabla periódica en el grupo y periodo. ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ 28) Explica qué es radio atómico y cómo es la tendencia en la tabla periódica en el grupo y periodo. ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ La INTELIGENCIA como primera opción Colegios TRILCE I Bim. / QUÍMICA / 3ER. AÑO San Miguel - Faucett - Pershing - Escardó 98 Nivel III 29) Explica qué es carácter metálico y cómo es la tendencia en la tabla periódica en el grupo y periodo. ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ I. Marca la alternativa correcta. 30) Explica qué es electronega– tividad y cómo es la tendencia en la tabla periódica en el grupo y periodo. ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ 31) En la TPA los alcalinos – térreos son: a) Ca; Ba; Mg b) Rb; Ag; Li c) Sn, Pb, Po d) S; Se; Te e) I; Cl; Br 32) ¿Qué grupo contiene una pareja dispareja? a) Zn y Cd b) B y Al c) Ni y N d) O y S e) Na y Fi 33) Un átomo presenta un último electrón con números cuánticos 3, 2, 0, +1/2. Si otro átomo presenta una carga nuclear menor en 4 unidades, indica la familia del último átomo. a) Halógeno b) Gas noble c) Alcalino d) Boroide e) Alcalino térreo 33) El átomo de cierto elemento químico representativo tiene 49 neutrones y en el quinto nivel energético de su nube electrónica tiene 2 electrones. Señala su número másico, grupo y período en la TPA. a) 87; alcalino; 4 b) 87; alcalinos térreos; 5 c) 78; térreos; 5 d) 86; nitrogenoides; 5 e) 87; calcógenos; 4 34) Un átomo presenta un último electrón con números cuánticos 3, 2, 0, +1/2. Si otro átomo presenta una carga nuclear menor en 4 unidades, indica la familia del último átomo. a) Halógeno b) Gas noble c) Alcalino d) Boroide e) Alcalino térreo 35) Se tiene 3 elementos: X, Y y W, cuyos números atómicos son: X ( Z = a – 1 ) ; Y ( Z = a ) ; W(Z=a+1) Si Y es un elemento inerte o noble, se puede afirmar que: a) X es un gas noble. b) X es un anfígeno. c) W es alcalino térreo. d) W es un halógeno. e) X es un halógeno. 36) Li; Na; K; H; Rb son metales alcalinos. ( ) ________________________ ________________________ II. De las siguientes proposiciones indica verdadero o falso y di el porqué si fuera falso. 37) Los lantánidos pertenecen al sexto periodo de la TPA y II B. ( ) ________________________ ________________________ 38) Los metales pierden electrones y los no metales también pierden con facilidad. ( ) ________________________ ________________________ 39) El boro es un metaloide al igual que el silicio y el germanio. ( ) ________________________ ________________________ 40) El sodio presenta mayor potencial de ionización que el litio. ( ) ________________________ ________________________ 41) El bromo presenta mayor electronegatividad que el flúor. ( ) ________________________ ________________________ Colegios TRILCE La INTELIGENCIA como primera opción San Miguel - Faucett - Pershing - Escardó I Bim. / QUÍMICA / 3ER. AÑO 99 42) El sodio presenta mayor volumen que el cesio. ________________________ ________________________ 43) Se tiene dos especies con igual cantidad de electrones: R–3 ; L+3 Si «L» es un calcógeno del quinto periodo (VIA), determina el periodo y grupo del elemento «R». a) 4.º ; VIIIA b) 3.º ; VIIIA c) 5.º ; VIIIA d) 5.º ; VIIIB e) 2.º ; VIIIA III. Marca la alternativa correcta. 44) Si el ión R+2 tiene igual cantidad de electrones con un elemento halógeno del periodo 5, halla el número atómico del átomo R. a) 65 b) 60 c) 55 d) 50 e) 45 45) Halla el número de masa de un anfígeno del quinto periodo que posee 54 neutrones. a) 103 b) 104 c) 105 d) 106 e) 107 46) Indica el grupo al cual debe per tenecer e l S 2+ con 14 electrones. a) IV A d) IV B b) V A e) VI B c) VI A IV. Resuelve: 47) ¿A qué grupo y periodo pertenece un átomo si los 4 números cuánticos de su último electrón son n=5, l=2, m=2, s=+1/2? ________________________ ________________________ ________________________ 48) ¿A qué grupo y periodo de la TPA pertenece un elemento cuyo número de masa excede en 2 al doble del número atómico, siendo el número de neutrones igual a 27? ________________________ ________________________ ________________________ 49) ¿A qué periodo y grupo pertenece un elemento «X», sabiendo que X–2 e Y+3 son isoelectrónicos, además «Y» es un elemento del quinto periodo y grupo IA? ________________________ ________________________ ________________________ 50) Determina el número atómico de un elemento que está ubicado en el grupo IIA y periodo 6. ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ Algo más sobre la tabla periódica Desde que Dimítri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera tabla periódica en 1869, se han editado más de setecientas representaciones gráficashasta la fecha. Cada representación t i e n e s u s ve n t a j a s y s u s desventajas y la búsqueda de una tabla periódica «ideal» continúa aún hoy en día. Sin embargo, esta búsqueda no ha sido muy exitosa ya que la tabla periódica larga ha prevalecido a lo largo del tiempo. Algunos de estos intentos de tabla periódicas los constituyen la corta, o de Hubbard, diseñada en 1924, que tiene la ventaja de integrar los elementos de transición en un mismo grupo y subdividirlos en familias A y B. Es muy llamativa por su colorido, además de que muestra información diversa para cada elemento. Otra es la tabla periódica en espiral que representa una estructura d e c a p a s . L a s c o l u m n a s corresponden a los grupos o familias de elementos y las filas o periodos con las múltiples capas de la tabla tridimensional. Esta versión tiene la ventaja de poner de relieve el crecimiento regular y la simetría del tamaño de los periodos.
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