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TEMA 3: TABLA PERIÓDICA Principio de construcción de la tabla periódica. Separación de la tabla periódica en bloques. Sistema periódico moderno. Grupos y períodos. Serie Isoelectrónica. Radio atómico. Radio iónico. Potencial de ionización. Afinidad electrónica. Electronegatividad. Configuración electrónica. Regla de Hund. Principio de Aufbau. Elementos anfóteros. Elementos representativos. Generalidades. Tendencias principales de cada grupo. Propiedades químicas. Elementos de transición. Generalidades. Tendencias principales. Lantánidos y actínidos. Propiedades químicas. UNLC Licenciatura en Cs Ambientales Licenciatura en Cs de la Atmósfera Lic. Cecilia C. Diaz En 1869, Mendeleyev y Meyer descubrieron que los elementos podían dividirse en familias con propiedades similares cuando se ordenaban en orden creciente de masa atómica Dmitri Mendeleyev Químico Ruso (1834–1907) Lothar Meyer Químico Alemán (1830–1895) LEY PERIÓDICA Mendeleyev : propiedades químicas Meyer: propiedades físicas Tabulaciones muy semejantes, periodicidad de las propiedades, repetición periódica regular. Cuando los elementos se organizan en orden creciente de sus masas atómicas, algunos conjuntos de propiedades se repiten periódicamente 1869 Ordenamiento propuesto por Mendeleyev Elementos fuera de lugar masas atómicas crecientes 1913 Moseley Concepto de nro atómico Se eliminan irregularidades Número atómico creciente LEY PERIÓDICA ACTUAL Las propiedades físicas y químicas de los elementos varían de forma sistemática conforme aumenta el número atómico. TABLA PERIODICA MODERNA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS Esquema que representa a todos los elementos dispuestos por orden de Z creciente y refleja la estructura de los elementos GRUPOS PERIODOS BLOQUES 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 GRUPOS 18 columnas verticales enumeradas del 1 al 18 según IUPAC TRANSICIÓN H A LÓ G EN O S A N FÍ G EN O S N IT R O G EN O ID EO S C A R B O N O ID EO S TÉ R R EO S GRUPOS Mismo tipo de configuración electrónica, distinto n Propiedades químicas similares Mg: [Ne]3s2 Ca: [Ar]4s2 Sr: [Kr]5s2 Ba: [Xe]6s2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 GRUPOS Mismo tipo de configuración electrónica, distinto n Propiedades químicas similares 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 Li: [He]2s1 Na: [Ne]3s1 K: [Ar]4s1 Rb: [Kr]5s1 Cs: [Xe]6s1 Propiedades de G1 Sólidos a T ambiente Baja densidad Metales blandos Altamente reactivos y buenos conductores de electricidad PERIODOS Hay 7 periodos: nivel energético determina el período Elementos con masas similares y propiedades diferentes 1 2 3 4 5 6 7 Li: [He]2s1 N: [He] 2s22p3 Be: [He]2s2 O: [He] 2s22p4 B: [He] 2s22p1 F: [He] 2s22p5 C: [He] 2s22p2 Ne: [He] 2s22p6 PERIODOS Hay 7 periodos: nivel energético determina el período Elementos con masas similares y propiedades diferentes 1 2 3 4 5 6 7 BLOQUES Organización en términos de las conf. electrónicas Bloques s , p , d y f 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 Bloque “s” ns Bloque “p” ns2 np Bloque “d” ns2 np6 (n-1)d 1° serie de transición 2° serie de transición 3° serie de transición Bloque “f” ns2 np6 (n-1)d10 (n-2)f Ej1: Determinar la posición que ocupará un elemento cuya conf. electrónica termine en 5d4 6 s2 Ej2: Determinar la posición que ocupará un elemento cuya conf. electrónica termine en 4d2 5s2 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 Ej3: Determinar la posición que ocupará un átomo cuya configuración electrónica termine en 3s2 3p1 Determinar la posición que ocupará un átomo cuya configuración electrónica termine en 3s2 3p5 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 Ej4: Determinar la conf. electrónica del Co – Ni - Cu 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 Ej5: Determinar la conf. electrónica del Co – Ni - Cu 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS RADIO ATÓMICO RADIO IÓNICO POTENCIAL DE IONIZACIÓN AFINIDAD ELECTRÓNICA ELECTRONEGATIVIDAD CARÁCTER METÁLICO ESTADO DE OXIDACIÓN 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS RADIO ATÓMICO El radio atómico de un elemento se define como la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos vecinos. No metal: mitad de la distancia que separa los núcleos de dos átomos unidos por un enlace químico (radio covalente) Metal: mitad de la distancia que separa dos átomos adyacentes en una muestra sólida. 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS RADIO ATÓMICO Ejercicio: Ordenar los elementos S Cl y Se según radio atómico creciente 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS RADIO IÓNICO Es la mitad de la distancia entre dos iones vecinos en un sólido iónico. rcatiónico < r atómico < r aniónico El átomo neutro toma e- para formar el anión El átomo neutro pierde e- para formar el catión 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS RADIO IÓNICO 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS POTENCIAL DE IONIZACIÓN Energía mínima requerida para arrancarle un electrón a un átomo en estado gaseoso y transformarlo en un ion positivo. X(g) + energía X + (g) + 1e- (1ºPI) X+(g) + energía X2+(g) + 1e- X2+(g) + energía X3+(g) + 1e- (2ºPI) (3ºPI) 1ºPI < 2ºPI < 3ºPI 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS POTENCIAL DE IONIZACIÓN e- mas externos, mas alejados del núcleo Aumenta carga nuclear, e- mas cerca, dificil de arrancar 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 910 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS POTENCIAL DE IONIZACIÓN 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS AFINIDAD ELECTRÓNICA Es una medida de la tendencia de un átomo a ganar un electrón. Energía liberada cuando un electrón se agrega a un átomo en fase gaseosa. X(g) + 1e- X - (g) AE↑(+) se libera energía cuando un e- se une a un átomo AE↓ (-) debe aportarse energía para “empujar” é- hacia el átomo Cl(g) + e- Cl- (g) Eae = 3,62 eV 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS AFINIDAD ELECTRÓNICA Aumenta carga nuclear, aumenta atraccion de e- Afinidad de GN 0 X(g) + 1e- X - (g) 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS ELECTRONEGATIVIDAD Es una propiedad química que mide la capacidad de un átomo para atraer hacia él electrones, cuando forma un enlace covalente en una molécula. Está determinada por la masa atómica y la distancia promedio de los electrones de valencia con respecto al núcleo atómico. AE - PI 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS ELECTRONEGATIVIDAD 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS CARÁCTER METÁLICO Indica qué tan metálico es el elemento METALES NO METALES METALOIDES bajo PI baja electroneg. 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 METALES NO METALES METALOIDES TENDENCIAS PERIODICAS CARÁCTER METÁLICO 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 METALES NO METALES METALOIDES TENDENCIAS PERIODICAS CARÁCTER METÁLICO 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 METALES NO METALES METALOIDES TENDENCIAS PERIODICAS CARÁCTER METÁLICO 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS CARÁCTER METÁLICO 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 18 2 13 14 15 16 17 TENDENCIAS PERIODICAS ESTADO DE OXIDACIÓN Tiene relación directa con su configuración electrónica y corresponden a la pérdida o ganancia de electrones para adquirir la configuración del gas noble más próximo 1+ 2+ 4+ 2+ 2+ 4+ Pb: [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 Gran poder de penetración y al poco apantallamiento del los e- “d” En resumen… R iónico - R atómico - C. Metálico Electronegatividad - PI - AE UNIDAD 3: Ejercicios 1) ¿Cuál o cuáles de los siguientes conjuntos de elementos están ordenados de acuerdo al tamaño atómico creciente? a) Rb, K, Na, Li b) Li, Be, B, C c) F, Cl, Br, I d) I, Br, Cl, F 2) Considerar la familia de los alcalinos: a) ¿Cuál es la configuración electrónica más externa común para estos elementos? b) Cuál de estos dos elementos tendrá mayor tamaño: ¿Cesio o sodio? c) ¿A cuál de esos dos elementos será más fácil arrancarle su electrón más externo? 3) De los siguientes elementos: Z = 32, 33, 34 ¿cuál presenta mayor PI? 4) De los siguientes elementos: Be, B, N, Mg seleccione: a) El átomo más grande b) El más electronegativo c) El de menor potencial de ionización d) Los que forman el ión con el radio más grande y con el más pequeño. 5) El primer y segundo potencial de ionización para el átomo de litio son : 520 y 7300 KJ/mol. ¿A qué se debe la gran diferencia que existe entre ambos valores? 6) ¿Que es un elemento anfótero? 7)Buscar propiedades de CADA UNO de los elementos de los grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16 y 17. ¿Se asemenjan entre los de un mismo grupo? ¿Y en un mismo periodo que ocurre? GRACI M CHAS
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