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Tema: La tabla periódica Objetivo: Interpreta correctamente la información de la tabla periódica. En el año 1830 ya se habían descubierto el 50% de los elementos químicos conocidos en la actualidad; sus propiedades físicas y químicas y sus combinaciones con otros elementos para formar compuestos habían sido estudiadas por muchos químicos. Primeras clasificaciones de los elementos Desde finales del siglo XVIII, en la época de Lavoisier y Berzelius, se había intentado clasificar los elementos químicos conocidos buscando semejanzas en sus propiedades. Así, los elementos se clasificaban en metales, como el hierro, la plata o el cobre, y no metales, como el fósforo, el oxígeno y el azufre. Algunos elementos, como el arsénico o el germanio, no se ajustaban claramente a una de estas dos categorías, por lo que también se podía hablar de elementos semimetálicos. Esta clasificación, sin embargo, era demasiado general, ya que existían considerables diferencias entre las propiedades de los elementos que pertenecían a la misma categoría. Utilizando un criterio más restringido que el anterior se hicieron las siguientes clasificaciones. Tríadas de Döbereiner En 1829, el químico alemán Johann W. Döbereiner (1780-1849) observó que había grupos de tres elementos que tenían propiedades físicas y químicas muy parecidas o mostraban un cambio gradual en sus propiedades. Con base en sus observaciones clasificó los elementos en grupos de a tres y los llamó tríadas. Mostró también que el peso atómico del elemento central de cada tríada era aproximadamente el promedio aritmético de los pesos de los otros dos. Ejemplos de Triadas de Dobereiner : ♦ Cl =35,457gr; Br= 79,916 gr I=126,91 gr promedio =81,18 gr ♦ Li=6,940 gr; Na = 22,991gr ; K= 39,1 gr promedio: 23,020 gr ♦ S= 32,066 gr; Se = 78,96 gr; Te= 127,61 Promedio: 79,838 gr Octavas de Newlands En 1864, el inglés Johan Alexander Newlands (1838-1889) ordenó los elementos conocidos de acuerdo con sus pesos atómicos crecientes; observó que después de ubicar siete elementos, en el octavo se repetían las propiedades químicas del primero (sin tener en cuenta el hidrógeno ni los gases nobles). Newlands llamó a esta organización la ley de las octavas; de esta manera quedaron en el mismo grupo (columna), el litio, el sodio y el potasio; el berilio, el magnesio y el calcio; el oxígeno y el azufre, etc., que tienen propiedades similares. *** AFIANZA TUS CONOCIMIRENTOS*** 1. Que aporte realizo Alexander Newlands a la tabla periódica. Doy 5 ejemplos. 2. En el siglo XVIII se clasifico a los elementos según sus elementos se clasificaron en: y los 3. Químico que clasifico a los Elementos en grupos de tres y los llamo triadas porque? Tema: La tabla periódica Objetivo: Utilizar adecuadamente la información que nos suministra la tabla periódica para comprender la estructura y el comportamiento de las sustancias. La tabla periódica de Mendeleiev En 1869 los químicos Ivanovich Dimitri Mendeleiev (1834- 1907) y Lothar Meyer (1830- 1895), publicaron por separado tablas periódicas prácticamente coincidentes, en las que clasificaban los 63 elementos conocidos hasta esa fecha (entre 1830 y 1869 se descubrieron ocho nuevos elementos). La clasificación de Mendeleiev hacía especial énfasis en las propiedades químicas de los elementos; mientras que Meyer hacía hincapié en las propiedades físicas. Mendeleiev, que fue el primero en dar a conocer su tabla periódica, organizó los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos en fi las y columnas de modo que los elementos que quedaban en la misma fila tenían propiedades semejantes. Mendeleiev resumió su descubrimiento estableciendo su ley periódica, que dice: Las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias, sino que varían con el peso atómico de una manera periódica. Tabla periódica moderna En 1913, Henry G. J. Moseley (1887-1915) sugirió que los elementos se ordenaran de acuerdo con su número atómico en forma creciente. Esto trajo como consecuencia que la ley periódica de los elementos cambiara su enunciado de tal manera que desde entonces se enuncia como: Las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de sus números atómicos. Presenta un ordenamiento de los 118 elementos que se conocen actualmente, ordenándolos según su número atómico (Z). Los elementos se disponen en filas horizontales llamadas períodos y en columnas denominadas grupos o familias. Los períodos Los períodos se designan con números arábigos y corresponden a las filas horizontales de la tabla periódica. La tabla periódica moderna consta de siete períodos. Los grupos o familias Los grupos son las columnas de la tabla periódica y se designan con los números romanos I a VIII. Los grupos se representan con números romanos y se dividen en grupo A y grupo B. 1) Grupo A: Elementos representativos. Nos indican el número de electrones de la última capa de los átomos de los elementos representativos. Está formado por ocho columnas o familias que son: GRUPO I-A: METALES ALCALINOS (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) Son metales color blanco plata y lo suficientemente blandos como para cortarse con un cuchillo. Tienen gran tendencia a perder el único electrón de valencia. Por eso son muy reactivos y nunca se encuentran libres en la naturaleza. Reaccionan violentamente con el agua, liberando hidrógeno que puede inflamarse. Tienen un electrón en su última capa a nivel, ubicado en el subnivel “s”. Tiene estado de oxidación +1 GRUPO II-A: METALES ALCALINOTERREOS (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) Son más duros que los del primer grupo y tienen las mismas propiedades metálicas, pero con puntos de fusión y ebullición más elevados. Son menos reactivos que los metales alcalinos. Presentan dos electrones en su última capa o nivel, están ubicados en el subnivel “s”. Tienen estado de oxidación +2 GRUPO III-A: ELEMENTOS TERREOS O BOROIDES (B,Al,Ga,In,Tl) En esta familia sólo el boro es un metaloide, los demás son metales bastante blandos de apariencia plateada con tendencia a compartir electrones tienen poca actividad. Son buenos conductores del calor y la corriente eléctrica. El aluminio es muy abundante en la corteza terrestre y el más usado en el mundo debido a su gran resistencia a la corrosión. Tienen tres electrones en su capa externa. Su estado de oxidación es +3 GRUPO IV-A: ELEMENTOS CARBONOIDES (C,Si,Ge,Sn,Pb) Presentan cuatro electrones en su última capa o nivel. El Carbono y el Silicio son no metales, los demás son metales. El carbono es uno de los elementos más significativos de la tabla periódica porque integra una gran cantidad de compuestos, y entre ellos las sustancias que forman a los seres vivos. GRUPO V-A: ELEMENTOS NITROGENOIDEOS (N, P, As, Sb, Bi) Tienen cinco electrones en su última capa o nivel. El nitrógeno es un gas que forma el 78% del aire. Comercialmente, del nitrógeno gaseoso N2 se produce amoniaco, que es un componente común de fertilizantes y limpiadores caseros. Su estado de oxidación es 1,3 5. GRUPO VI-A: ELEMENTOS ANFÍGENOS O CALCÓGENOS (O,S,Se,Te,Po) El oxígeno es indispensable para la respiración de los seres vivos. Industrialmente el oxígeno se usa para tratar aguas residuales y como desinfectante y blanqueador cuando se encuentra formando el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada). Tienen seis electrones en su última capa o nivel Su valencia principal es –2. GRUPO VII-A: ELEMENTOS HALÓGENOS (F,Cl,Br,I,At) Son elementos no metálicos muy reactivos; nunca se encuentran libres en la naturaleza. Tienen siete electrones de valencia y una fuerte tendencia a ganar un electrón. Generadores de sales. Su valencia principal es –1 . Sus moléculas son diatónicas, formadas por 2 átomos (F2,Cl2,Br2,I2). GRUPO VIII-A: GASES NOBLES O INERTES (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) Ocupan la últimacolumna de la derecha de la tabla periódica y son elementos que no ganan ni pierden electrones por lo tanto no tienen actividad química, es por eso que su equivalencia es cero, esto se debe a que tiene su configuración electrónica estable con ocho electrones en su última capa, a excepción del Helio que tiene 2 electrones en su última capa o nivel. Grupo B : Elementos de transición y transición interna. ELEMENTOS DE TRANSICIÓN. Se les llama así a los elementos que tienen valencia variable. Se encuentran ubicados en la parte central de la tabla periódica, está formado por 10 columnas o familias y pertenecen al grupo B. Llenan los orbitales “d” y el grupo no siempre indica el número de electrones de su último nivel. Los elementos pertenecientes al periodo 6 se denominan: LANTANIDOS: (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy. Ho, Er, Tm, Yb, Lu) Metales blandos de color blanco, poseen número de oxidacion +1,+2,+3, su comportamiento magnético es espectral depende de los orbitales d. por ejemplo el Neodimio ( Nd) imán. Los elementos pertenecientes al periodo 7 se denominan: ACTINIDOS: Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr) Todos son radioactivos, poseen número de oxidación +3 y +4los electrones que aumentan en cada elemento, lo hacen principalmente en 5f (menos radioactivo), se producen en reacciones nucleares. *** CONSTRUCCIÓN DE EXPLICACIONES *** 1. Teniendo en cuenta la información anterior. La tabla periódica de Mendeleiev, la tabla periódica moderna, realizar una exposición donde expliques, periodo grupos y sus divisiones. La exposición se debe presentar en medio pliego de papel bond. Tema: La tabla periódica Objetivo: Conocer las principales características de las propiedades periódicas con el fin de comprender el comportamiento de los elementos químicos. PROPIEDADES PERIÓDICAS La tabla periódica permite clasificar a los elementos en metales, no metales y gases nobles. Una línea diagonal quebrada ubica al lado izquierdo a los metales y al lado derecho a los no metales. Aquellos elementos que se encuentran cerca de la diagonal presentan propiedades de metales y no metales; reciben el nombre de metaloides. Algunas propiedades de los elementos varían de manera regular por la posición que ocupan en la Tabla periódica, a estas propiedades se les nombra propiedades periódicas, entre ellas se destacan: el radio atómico, electronegatividad, el potencial deionización, electroafinidad o afinidad electrónica y el radio iónico. RADIO ATÓMICO (R) Es la mitad de la distancia entre dos átomos iguales unidos por determinado tipo de enlace. El radio atómico aumenta en un grupo de arriba hacia abajo y disminuye al pasar en un período de izquierda a derecha (Fig. 9). RADIO IÓNICO Es el radio que tiene un átomo cuando ha ganado o ha perdido electrones, haciendo referencia no al átomo, sino al ión. Los átomos que pierden electrones dan origen a iones más pequeños y aquellos que ganan electrones, iones más grandes ( Figs. 12 y 13). ENERGÍA DE IONIZACIÓN (I) Es la cantidad mínima de energía que se requiere para remover al electrón enlazado con menor fuerza en un átomo aislado para formar un ión con carga +1. Este valor disminuye en un grupo de arriba hacia abajo y en un período aumenta de izquierda a derecha. AFINIDAD ELECTRÓNICA (AE) Es la cantidad de energía que se absorbe cuando se añade un electrón a un átomo gaseoso aislado para formar un ión con carga –1. La afinidad electrónica en un período aumenta de izquierda a derecha y al desplazarse en un grupo los valores no cambian considerablemente; pero, disminuye de arriba hacia abajo. La energía liberada se mide en electrón-voltios (eV) (Fig. 15). ELECTRONEGATIVIDAD (X) La electronegatividad de un elemento mide la tendencia relativa del átomo a atraer los electrones hacia sí, cuando se combina químicamente con otro átomo. En un grupo, la electronegatividad disminuye de arriba abajo y aumenta de izquierda a derecha en un período, debido a que a medida aumenta el número atómico en el periodo aumenta la carga nuclear, atrayendo con más fuerza a los electrones a su alrededor. Se expresa en números sin unidades. El flúor (F) es el más electronegativo y el francio (Fr) el menor (Fig 14). Tema: La tabla periódica Objetivo: Identifica y usa de manera adecuada el lenguaje propio de las ciencias. *** RECOPILA CONCEPTOS *** 1. Señale cuál de estos dos elementos tiene mayor radio atómico. a) Ca y Ga b) Ge y As c) K y Ni d) C y Pb. 2. Organice en orden ascendente las siguientes series de elementos, teniendo en cuenta su energía de ionización. a) Pb, Sn, Si, C b) Sr, Sn, In, Rb c) Cu, Au, Ag d) F, Sn, Ba, As Actividad sobre la tabla periódica. Resuelve las siguientes preguntas teniendo en cuenta lo visto en clase. 1. Qué elementos químicos se encuentran en mayor cantidad en la tabla periódica actual? 2. El mercurio (Hg) es un: 3. ¿Qué elementos se caracterizan por ser buenos conductores de la corriente eléctrica? 4. ¿Qué elementos se caracterizan por ser brillosos? 5. ¿Qué elementos se caracterizan por ser dúctiles y maleables? 6. Son las letras que se asignan a los dos grandes grupos de elementos de la tabla periódica 7. Indica qué elementos químicos son no metales: P – Na – K – F – Br – Li – H 8. ¿Qué elementos químicos se encuentran en menor cantidad en la tabla periódica? 9. ¿Cuantas letras puede tener como máximo el símbolo de un elemento? En la siguiente tabla señala los bloques en que se divide la tabla deacuerdo a su configuración electrónica utiliza colores para distinguirlos fácilmente. En la siguiente tabla ubica el grupo de metales (amarillo), no metales (verde) y semimetales (naranja) Tema: La tabla periódica Primeras clasificaciones de los elementos Tríadas de Döbereiner Octavas de Newlands *** AFIANZA TUS CONOCIMIRENTOS*** Tema: La tabla periódica (1) La tabla periódica de Mendeleiev Tabla periódica moderna Los períodos períodos. GRUPO II-A: METALES ALCALINOTERREOS (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) GRUPO III-A: ELEMENTOS TERREOS O BOROIDES (B,Al,Ga,In,Tl) GRUPO IV-A: ELEMENTOS CARBONOIDES (C,Si,Ge,Sn,Pb) GRUPO V-A: ELEMENTOS NITROGENOIDEOS (N, P, As, Sb, Bi) GRUPO VI-A: ELEMENTOS ANFÍGENOS O CALCÓGENOS (O,S,Se,Te,Po) GRUPO VII-A: ELEMENTOS HALÓGENOS (F,Cl,Br,I,At) GRUPO VIII-A: GASES NOBLES O INERTES (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) LANTANIDOS: (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy. Ho, Er, Tm, Yb, Lu) *** CONSTRUCCIÓN DE EXPLICACIONES *** Tema: La tabla periódica (2) PROPIEDADES PERIÓDICAS RADIO IÓNICO Tema: La tabla periódica (3) *** RECOPILA CONCEPTOS ***
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