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Departamento de Ciencias y Tecnología Subsector: Química

Profesor: Carlos Donoso E. Nivel: 1º año Medio Año: MMXIII

Guía de Apoyo nº4: Teoría Atómica

La Tabla periódica de los elementos

La ordenación de los elementos en la tabla periódica permite agruparlos, en primera instancia, según la forma en que están llenando sus niveles y orbitales.

Tenemos así, los elementos: Representativos (R), los elementos de Transición (T) y los de Transición interna

(TI).

Además, esta ordenación permite aproximarnos al entendimiento de ciertos comportamientos físicos y

químicos, simplemente comparando su lejanía o cercanía con los elementos llamados gases nobles.

Grupo y Período de un elemento químico

Definamos, en primer lugar, los conceptos de Grupo y Período:

Período: Corresponde al último nivel que se está llenando en la configuración

electrónica de un elemento químico. El período de un elemento químico se indica mediante números arábicos, es decir, 1, 2, 3,4,….

Grupo: Corresponde a la cantidad de electrones que se encuentran ocupando el último nivel. El grupo de un elemento químico se indica mediante números romanos, es

decir, I, II, III,….. Dependiendo la zona de la tabla periódica a la que pertenezca el elemento, se acompañará este número con A o B.

Determinación de Grupo y Período en la configuración electrónica

Tomemos, como ejemplo, la configuración electrónica del fósforo y determinemos su grupo y período.

Objetivos:

1. Reconocen que muchas de las propiedades de los elementos se repiten periódicamente, y valoran el ordenamiento de los elementos en el sistema periódico como el resultado de un proceso histórico en la búsqueda de sistematizar y ordenar una gran cantidad de información. 2. Distinguen las propiedades de radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad y las reconocen como propiedades periódicas. 3. Son capaces de explicar el origen de la variación periódica del radio atómico, de la energía de ionización y de la electroafinidad, así como de la electronegatividad, en los elementos de la tabla

periódica..

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2 2 6 2 3

15P 1s 2s 2p 3s 3p

Analicemos otro ejemplo. Escribamos la configuración electrónica del selenio:

2 2 6 2 6 2 10 4

34Se 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p

Por último, veamos como determinamos grupo y período para el manganeso.

2 2 6 2 6 2 5

25Mn 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

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Elementos Representativos

De izquierda a derecha, estos elementos forman 8 columnas o grupos (ver figura),

designados con la letra A: I-A, II-A, III-A, IV-A, V-A, VI-A, VII-A y VIII-A. Estos elementos se caracterizan

porque en sus configuraciones están llenando

orbitales s y p pertenecientes al mismo nivel. Observemos el llenado, tomando como ejemplos los

elementos del tercer período (tercera fila).

Cada uno de los grupos está designado por un nombre característico. Además, los

electrones que se encuentran en el último nivel, llamados también, electrones de valencia, participan en la formación de los enlaces químicos.

Entonces, en forma general digamos que para un nivel n determinado, tenemos

Grupo Configuración

característica Nombre

I-A 1ns Alcalinos

II-A 2ns Alcalino-térreos

III-A 2 1ns np Térreos

IV-A 2 2ns np Carbonoides

V-A 2 3ns np Nitrogenoides

VI-A 2 4ns np Calcógenos

VII-A 2 5ns np Halógenos

VIII-A 2 6ns np Gases Nobles

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Elementos de Transición

Corresponde al conjunto de elementos

químicos que se ubica en la parte central de la tabla periódica. Al igual que los representativos, forma 8

columnas o grupos, los que se designan con la letra

B: I-B, II-B, III-B, IV-B, V-B, VI-B, VII-B y VIII-B. Sin embargo, el orden en que ellos están

dispuestos, no es el mismo que se aprecia en los representativos y además el grupo VIII-B que se

encuentra en el centro de esta agrupación, contiene tres columnas. Indiquemos además, que dentro de

la configuración que caracteriza a estos elementos, se están llenando los orbitales d, que se encuentran

siempre un nivel más abajo del más exterior.

Tomemos el período 4 y observemos las configuraciones de estos elementos.

En el caso de los elementos cromo y cobre, se produce una anomalía en la configuración electrónica, que se relaciona con la estabilidad que presenta el orbital d

semilleno o completo. La configuración electrónica de estos elementos debe favorecer esta

posibilidad. Por tanto, la configuración final del elemento va a ser distinta en relación con este requerimiento. Veamos el caso del cromo.

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Para el caso del cobre, sucede algo similar

Entonces, de izquierda a derecha, los elementos de transición, se ordenan de la siguiente

manera:

Elementos de Transición interna

En este grupo, se encuentran todos

aquellos elementos que están llenando

orbitales f. Estos orbitales se encuentran dos niveles más abajo del último nivel presente en

la configuración, según el ordenamiento energético que entrega el diagrama de Moller. Lo forman dos series de elementos, Una de

ellas denominada Serie de los Lantánidos, llamada de esa manera porque la encabeza el

elemento Lantano. La otra, la Serie de los

Actínidos, se relaciona con el elemento Actinio, que encabeza dicha serie.

Grupo Configuración característica

III-B 2 1ns (n 1)d

IV-B 2 2ns (n 1)d

V-B 2 3ns (n 1)d

VI-B 1 5ns (n 1)d

VII-B 2 5ns (n 1)d

VIII-B

2 6ns (n 1)d

2 7ns (n 1)d

2 8ns (n 1)d

I-B 1 10ns (n 1)d

II-B 2 10ns (n 1)d

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Veamos un ejemplo: escribamos la configuración del cerio.

Todos los elementos de Transición Interna pertenecen al Grupo III-B.

En resumen diremos que

Tipo Configuración electrónica general

Elementos de Representativos 1 2 0 6ns np

Elementos de Transición 1 2 1 10ns (n 1)d

Elementos de Transición Interna 1 2 10 1 14ns (n 1)d (n 2)f