Tabla y configuracion ucv

UCVESCUELA DE INGENIERA INDUSTRIAL

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y TABLA PERIÓDICA

Configuración Electrónica de los Elementos Químicos

También se le conoce con el nombre “DISTRIBUCION ELECTRONICA”

Es la forma ordenada, lógica y precisa de colocar todos los electrones que tiene un átomo en sus respectivos niveles, sub niveles y orbitales.

Para establecer una correcta configuración se debe seguir ciertas reglas establecidas en un principio denominado: “PRINCIPIO AUF BAU” o “ CONSTRUCCION PROGRESIVA”, basado en tres reglas principales.

“PRINCIPIO AUF BAU”

1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

6s 6p 6d

7s 7p

1ra REGLAPrimero se llenan los subniveles de menor energía y se va llenando en forma creciente.

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p

< 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p

< 7s < 5f < 6d < 7p

ER = n + l

2ra REGLAEl principio de exclusión de PAULI , para restringir la cantidad de electrones que existen dentro de cada nivel de la siguiente manera:

F max e- = 2n2

n1 = 2e- n2 = 8e-n3 = 18e-n4 = 32e

n5 = 32e-n6 = 18e-n7 = 8e-

3ra REGLA“REGLA DE HUND” o “MAXIMA MULTIPLICIDAD” : Cuando se tiene un sub nivel que posee varios orbitales, primero se ocupan los orbitales vacíos, un cuando ya no hay vacíos, recien se comienza el apareamiento de estos orbitales: ejemplo:

3d7 5f11

PROBLEMAS SOBRE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

1.-En el siguiente elemento Ba56 determina lo siguiente en base a esta única información:

a) Configuración electrónica normal:

Ba56 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2 = 56 e-

b) Configuración electrónica abreviada:

Ba56 Xe 54 6s2 = 56 e-

c) Número de electrones que presenta en cada capa:

n1 = 2e- n2 = 8e- n3 = 18e- n4 = 18e- n5 = 8e- n6 = 2e-

d) Número total de subniveles y de orbitales :

12 subniveles 28 orbitales

e) Indique cuantos orbitales son apareados, desapareados, y vacíos :

28 apareados, 0 desapareados, 0 vacíos

f) Indique el periodo dentro de la tabla periódica :

g) Indique grupo y familia de la tabla periódica :

6to periodo

A “ Elementos representativos” ( s, p)

B “ Elementos transición ” ( d, f)

GRUPO II A

ns2 ( n-1) d4

Anomalías en la Configuración Electrónica

CASO # 1

Existen algunos elementos que en la naturaleza no cumplen las reglas del principio “Auf Bau” , a estos elementos se les conoce con el nombre de anomalías, se presentan los siguientes casos:

ns2 ( n-1) d9 Estructura inestable

ns1 (n-1) d10 Estructura estable

CASO # 1

CASO # 1

Estructura inestable

ns1 (n-1) d5

Estructura estable

pd 46 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d8 = 46 e-

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s0, 4d10 = 46 e-

CONFIGURACION ELECTRONICA DE IONES

ION: Átomo que presenta una carga eléctrica definida, debido a que ha ganado o perdido electrones.

En la naturaleza pueden existir 2 clases de iones, lo que tienen carga positiva llamados CATIONES y los que tienen cargan negativa llamada ANION.

CATION : átomo (+) ----- perdió electrones

ANION : átomo (- ) ----- Ganado electrones

LA TABLA PERIODICA

1) CONCEPTO:

Documento que utiliza los químicos con la intención de dar a conocer las propiedades físicas y químicas de los elementos.

2) DATOS HISTORICOS :

•THERNARD ( 1813) Este certifico ordena y clasifica a los

elementos químicos en la historia por primera vez como metales y no metales

•JUAN JACOBO BERCELIUS ( 1814)

Este científico clasifica a los elementos de 2 maneras diferentes como : electropositivos y electronegativos.

Electropositivos: donador de electrones Electronegativos: aceptor de electrones

•PROUT ( 1816)

Clasifica a los elementos en base al átomo de hidrogeno, Prout sostiene “todos los elementos se forman a partir del hidrogeno”

H es el generador de todos los

elementos.

y

•DOBEREINER ( 1819)

Este científico alemán agrupa todos los elementos químicos conocidos en ese tiempo en pequeños grupos de3 elementos, con idénticas propiedades químicas a este trabajo se le llama históricamente ”las triadas de Dobereiner”

(13 triadas)

Ca- Sr-Ba

S- Se-Te

Li- Na-K

x z

Propiedad :

PAY= Pa x + Pa z

2

•DUMPS ( 1852)

Los ordeno en pequeños grupos de tres elementos o mas de tres, con semejantes propiedades químicas, utilizo por primera ves el termino familia.

•JOHN NEWLANDS ( 1862)

Ordeno y clasifico a los elementos en orden creciente a los pesos atómicos, encontrando repeticiones cada 8 elementos por esta razón a su trabajo se le llama “ley de las octavas”

•DIMITRI IVANOVICH MENDELEIEV ( 1869)

Construyó la tabla periódica con los siguientes criterios :

- Orden creciente sus pesos atómicos.

- De acuerdo a sus propiedades químicas.

“Padre de la tabla periódica”

•HENRY MOSELEY ( 1913)

Este científico ordena por primera vez a todos los elementos conocidos en orden al numero atómico( creciente) , en la actualidad los elementos están ordenados de esta manera , la tabla periódica actual fue diseñada por Moseley

2) DESCRIPCIÓN DE LA TABLA PERIODICA :

La tabla periódica actual se le denomina de la forma larga y es un trabajo hecho por werner, en base a la tabla de Moseley, toda la tabla se distingue por tener filas horizontales (PERIODO) columnas verticales (FAMILIA)

• PERIODO:

Son las filas horizontales dentro e la tabla, el periodo indica el numero de capas o niveles que presenta el elemento. Se le designa con numero arábigos todo periodo se caracteriza porque comienza siempre con un metal alcalino y termina con un gas noble.

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

#Nombre

1H

2He

PERIODO 1

Elementos químicos del periodo 1

PERIODO 2 Elementos químicos del periodo 2

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

#Nombre

3

Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne


Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

#Nombre

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

PERIODO 4Elementos químicos del periodo 4

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

#Nombre

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25Mn

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr


Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

#Nombre

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42Mo

43Tc

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

PERIODO 6

Elementos químicos del periodo 6 Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

#Nombre

55Cs

56Ba

57-71

72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

84Po

85At

86Rn

Lantánidos57La

58Ce

59Pr

60Nd

61Pm

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu


Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

# Nombre

87Fr

88Ra

89-103

104Rf

105Db

106Sg

107Bh

108Hs

109Mt

110Ds

111Rg

112Uub

113Uut

114Uuq

115Uup

116Uuh

117Uus

118Uuo

Actínidos89Ac

90Th

91Pa

92U

93Np

94Pu

95Am

96Cm

97Bk

98Cf

99Es

100Fm

101Md

102No

103Lr

La tabla periódica presenta también casilleros en blanco que pertenecen a elementos aun no encontrados, el el periodo que tiene mas elementos es el 6existen un total de 8 casilleros vacíos en la TP

Representación de cantidad de elementos en algunos periodos

PERIODO 1 (2 elementos) PERIODO 3 (8 elementos)

PERIODO 4 (18 elementos) PERIODO 6 (32 elementos)

Los elementos químicos dentro de la tabla periódica también están clasificados en base a su configuración electrónica externa, existen 4 sectores dentro de la tabla.

3) CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS POR GRUPOS Y FAMILIAS:

L a tabla periódica moderna se caracteriza por presentar 2 grandes grupos:

GRUPO A GRUPO B

Los elementos que pertenecen al grupo A se les denomina elementos representativos y los elementos del grupo B elementos de transición , los mas abundantes en la naturaleza son los elementos de transición.

GRUPO A

Cualquier elemento de este grupo su configuración electrónica termina en susbniveles “s” y “p” todos los elementos de este grupo se caracterizan porque presentan la ultima capa o nivel incompleto.

Integrado por 8 columnas, cada columna representan una familia que va desde I hasta VIII

I A METALES ALCALINOS

Serie de seis elementos químicos en el grupo 1 (o IA) del sistema periódico.

Todos tienen un solo electrón en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlo, con lo que forman un ión monopositivo, M+.

Son tan reactivos que nunca se encuentran en la naturaleza si no es combinados con otros elementos.

Son poderosos agentes reductores, o sea, pierden fácilmente un electrón, y reaccionan violentamente con agua para formar hidrógeno gas e hidróxidos del metal, que son bases fuertes.

Los metales alcalinos son, por orden de número atómico creciente: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Del francio existen solamente isótopos radiactivos.

II A METALES ALCALINOS TERREOS

El nombre de alcalinotérreos proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades básicas (alcalinas). Poseen una electronegatividad ≤ 1,3 según la escala de Pauling.

Son metales de baja densidad, coloreados y blandos. Reaccionan con facilidad con halógenos para formar sales iónicas, y con agua (aunque no tan rápidamente como los alcalinos) para formar hidróxidos fuertemente básicos.

Todos tienen sólo dos electrones en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlos, con lo que forman un ión dipositivo, M2+.

Grupo 2

Periodo

24

Be

312

Mg

420

Ca

538

Sr

656

Ba

788

Ra

III A ELEMENTOS TERREOS Y BOROIDES

El primer elemento del grupo 13 es el boro(B), un metaloide con un punto de fusión muy elevado y en el que predominan las propiedades no metálicas. Los otros elementos que comprenden este grupo son: aluminio(Al), galio (Ga), indio (In), y talio(Tl), que forman iones con un carga triple positiva (3+).

La característica del grupo es que los elementos tienen tres electrones en su capa más externa, por lo que suelen formar compuestos en los que presentan un estado de oxidación +3.

El talio difiere de los demás en que también es importante su estado de oxidación +1.

IV A CARBONOIDES

Carbono Silicio Germanio Estaño Plomo

La química orgánica estudia la mayoría de estos compuestos que contienen carbono. A su vez, el silicio es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre.Al bajar en el grupo, estos elementos van teniendo características cada vez más metálicas: el carbono y el silicio son no metálicos (aunque a veces se clasifica al silicio como semimetal), el germanio es un semimetal, y el estaño y el plomo son metálicos.

V A NITROGENOIDES

El grupo del nitrógeno o grupo de los nitrogenoideos o nitrogenoides, también llamado grupo 15 de la tabla periódica, está formado por los siguientes elementos: nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto. A alta temperatura son muy reactivos. Suelen formar enlaces covalentes entre el N y el P y enlaces iónicos entre Sb y Bi.

El nitrógeno reacciona con O2 y H2 a altas temperaturas.

VI OXIGENO (CALOGENOS)

El grupo de los anfígenos es el grupo 16 de la tabla periódica de los elementos, formado por los siguientes elementos: Oxígeno (O), Azufre (S), Selenio (Se), Telurio (Te) y Polonio (Po). El término anfígeno significa formador de ácidos y bases.

Aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia, sus propiedades varían de no metálicas a metálicas, en cierto grado conforme aumenta su número atómico.

También varía su abundancia con el número atómico, pero inversamente, siendo el Oxígeno muy abundante (50% de la superficie del planeta) y el Polonio muy raro.

Las combinaciones hidrogenadas de los elementos de este grupo, salvo el agua, son tóxicas.

El Oxígeno y el Azufre se utilizan ampliamente en la industria y el Teluro y el Selenio en la fabricación de semiconductores.

VII A HALOGENOS

Cinco elementos químicamente activos, estrechamente relacionados flúor, cloro, bromo, yodo y astato, que forman el grupo 17 (o VIIA) del sistema periódico.

El nombre halógeno, o formador de sal, se refiere a la propiedad de cada uno de los halógenos de formar, con el sodio, una sal similar a la sal común (cloruro de sodio). Todos los miembros del grupo tienen una valencia de -1 y se combinan con los metales para formar halogenuros (también llamados haluros)

Los cuatro primeros elementos del grupo reaccionan con facilidad con los hidrocarburos

obteniéndose los halogenuros de alquilo.

Flúor (F) Cloro (Cl)

Bromo (Br) Yodo (I)

Astato (At)

HALOGENOS

Algunas propiedades de los halógenosNOMBRE SÍMBOLO PUNTO DE FUSIÓN (ºC)

PUNTO DE EBULLICIÓN (ºC) COLOR

Flúor F -219,61 -188,13 Amarillo verdoso

Cloro Cl -101 -34,05 Amarillo verdoso

Bromo Br -7,25 59 Rojo oscuro

Yodo I 113,6 185 Negro azulado

Astato At 302 _____ _____

VIII A

He, Ne, Ar. Ka, Xe, Rn

ns2 , np6 = 8 electrones

GRUPO B

Estos elementos están ubicados en la parte central de la tabla periódica , ete grupo esta integrado por 10 columnas verticales, estos elementos tiene solo 8 familias desde 1B hasta 8B, todos loe elementos se caracterizan por que configuración electrónica termina en subniveles del tipo D y presentan las ultimas capas incompletas.

1B- metales de Acuñación

2B- familia del Zinc

3B- familia del Escanio

4B- familia del Titanio

5B- familia del Vanadio

6B- familia del Cromo

7B- familia del Manganeso

1B- metales de Acuñación Cu, Ag, Au

2B- familia del Zinc

3B- familia del Escanio

4B- familia del Titanio

6B- familia del Cromo

Zn, Cd, Hg

Se, Y

T, Zr, hF

5B- familia del Vanadio V, Nb, Ta

Cr, Mo, W

7B- familia del Manganeso

Mn, tC, Re

Fe Co Ni

Rv Rb Pd

Ds I Pt

ns2(n-2) , d6 ns2(n-2) , d7 ns2(n-2) , d8

METALES FEROMARGNETICO

S

A los elementos que están ubicados en la parte final de la tabla, es decir en las 2 ultimas filas de la tabla, que son la continuación del 6to t del 7mo periodo se les denomina “ TIERRAS RARAS” “”ELEMENTOS DE TRANCISION INTERNA”

Estos elementos se caracterizan por su configuración electrónica termina en F y presentan las 3 ultimas capas incompletas y están formados por dos familias:

6to periodo: LANTAMIDOS

7,p periodo: ACTINIDOS

“ TIERRAS RARAS”

O“ELEMENTOS DE

TRANSICIÓN INTERNA”

4) CLASIFICACION DE LOS ELEMENTOS DE ACUERDO A SUS PROPIEDADES QUIMICAS :

Estos elementos se pueden clasificar en 4 grupos de acuerdo a sus propiedades :

METALES ( mas de 80 elementos)

NO METALES

METALOIDES ( semi metales)

GASES NOBLES ( gases inertes)

METALES

Son los elementos mas abundantes en la naturaleza, se encuentran ubicados en los 4 bloques de la tabla periódica (s, p, d, f ).

Se encuentran en la naturaleza en forma sólida a ecepcion del mercurio.

Los metales son excelentes conductores de calor y de la electricidad.

Presentan alta dureza, gran maleabilidad, dúctiles ( propiedad físicas )

METAL : aquel elemento que en una reacción química es capas de donar electrones y es

electropositivo.

De acuerdo a su densidad pueden sr de dos tipos:

METAL LIGERO : Aquellos metales que tiene una densidad menos a 5g/cm3 ( aluminio)

METALES PESADOS: Cuya densidad es mayor a 5g/cm3 ( plomo)

Metal mas pesado :

OSMIO (OS) … 22.7 g/cm3

Metal mas liviano :

LITIO (Li) … 1. 38 g/ cm3

Los elementos metálicos más comunes son los siguientes: aluminio, bario, berilio, bismuto, cadmio, calcio, cerio, cromo, cobalto, cobre, oro, iridio, hierro, plomo, litio, magnesio, manganeso, mercurio, molibdeno, níquel, osmio, paladio, platino, potasio, radio, rodio, plata, sodio, tantalio, talio, torio, estaño, titanio, volframio, uranio, vanadio y cinc. Los elementos metálicos se pueden combinar unos con otros y también con otros elementos formando compuestos, disoluciones y mezclas.

Una mezcla de dos o más metales o de un metal y ciertos no metales como el carbono se denomina aleación. Las aleaciones de mercurio con otros elementos metálicos son conocidas como amalgamas.

NO METALES

NO METAL : aquel elemento que en una reacción química va a ganar o compartir

electrones.

Propiedades diferentes a los metales, son malos conductores de calor, de la electricidad, los que son sólidos no presentan dureza tenacidad.

Todos los no metales están ubicados en el bloque “p” y pueden ser sólidos, líquidos u gases a temperatura de ambiente.

SÓLIDOS: C, S, P, Se

LIQUIDOS: bromo

GASES: Oxigeno, Cloro,flour, nitrógeno.

METALOIDES O SEMI METALES

Son aquellos elementos que presentan un doble comportamiento es decir, presentan propiedades de metales, como de no metales, debido a que están ubicados en la frontera entre los metales y no metales

Silicio (Si)

Arsénico (Ar)

Germánico (Gs)

Antimonio (Sb)

MICROCHIPS

GASES NOBLES

Llamados también gases inertes, serie de seis elementos químicos gaseosos que constituyen el grupo 18 (o VIIIA) del sistema periódico. Por orden creciente de masa atómica son: helio, neón, argón, criptón, xenón y radón

Todos son elementos gaseosos ubicados en la ultima columna de la tabla, presentan la estructura mas estable de toda la naturaleza ( ns2 , np6 ).

Cumplen la regla, porque presentan 8 electrones en su ultima capa, a ecepcion del helio ( regla del octeto).

son inertes. Los cuatro gases nobles más pesados argón, criptón, xenón y

radón. En el año 2000, científicos de la Universidad de Helsinki

(Finlandia) anunciaron la obtención de un compuesto de argón.

II CICLO INGENIERIA INDUSTRAIL

UCV

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