Tabla Periodica

Tabla Periodica

Tabla Periódica

La tabla periódica de los elementos químicos (también la tabla periódica de los elementos o sólo la tabla periódica) es un cuadro de la pantalla los elementos químicos . A pesar de los precursores de esta tabla existe, su invención se atribuye a químico ruso Dimitri Mendeleiev en 1869, [1] que tenían la intención de ilustrar la tabla periódica (“periódico”) las tendencias en las propiedades de los elementos. El diseño de la tabla se ha refinado y extendido en el tiempo, nuevos elementos se han descubierto, y los nuevos modelos teóricos se han desarrollado para explicar el comportamiento químico. [2]

La tabla periódica está en todas partes dentro de la disciplina académica de la química , proporcionando un marco útil para clasificar, sistematizar y comparar todas las diferentes formas de comportamiento químico. La tabla ha encontrado muchas aplicaciones en la química, la física , la biología y la ingeniería , especialmente la ingeniería química .

Estructura

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Este acuerdo común de la tabla periódica separa el lantánidos y actinoides (el f-bloque) de otros elementos. La tabla periódica gama incorpora el f-bloque . La tabla periódica ampliada agrega el octavo y noveno períodos, la incorporación de la f-bloque y agregar el teórico g-bloque .

Versiones alternativas

Otras tablas periódicas alternativas existen.

Algunas versiones de la tabla muestran una línea oscura escalera a paso a lo largo de los metaloides. Los metales están a la izquierda de la línea y no metales a la derecha. [3]

El diseño de la tabla periódica demuestra recurrentes (“periódico”) propiedades químicas. Los elementos se enumeran en orden creciente de número atómico (es decir, el número de protones en el núcleo atómico ). Las filas están dispuestos de modo que los elementos con propiedades similares caer en las mismas columnas (grupos o familias). De acuerdo con la mecánica cuántica las teorías de la electrónica de configuración dentro de los átomos, cada fila (período) en la tabla corresponden a la provisión de un cuanto cáscara de electrones. Hay períodos más largos cada vez más abajo en la tabla, que agrupa a los elementos en-s, p, d y f-bloques para reflejar su configuración electrónica .

En las tablas impresas, cada elemento aparece normalmente con su símbolo del elemento y el número atómico , muchas versiones de la tabla también lista del elemento de masa atómica y otra información, como su abreviatura configuración electrónica , electronegatividad y más común números de valencia .

A partir de 2011, la tabla contiene 118 elementos químicos cuyos descubrimientos han sido confirmados. Los primeros 94 se encuentran naturalmente en la Tierra, y el resto son elementos sintéticos que se han producido artificialmente en aceleradores de partículas . Elementos 43 (tecnecio), 61 (prometio) y todos los elementos mayores de 83 (bismuto), comenzando con 84 (polonio) no tiene isótopos estables. La masa atómica de cada uno de los elementos de isótopos de estos tiene la más larga vida media se expresa en las tablas periódicas con paréntesis. [4] Los isótopos de elementos 43, 61, 93 (neptunio) y 94 (plutonio), descubrió por primera vez de forma sintética, desde entonces han ha descubierto en cantidades en la Tierra como producto de los procesos naturales de desintegración radiactiva.

El principal determinante de las propiedades químicas de un elemento es su configuración electrónica , en particular la capa de valencia electrones. Por ejemplo, ninguna de átomos con cuatro electrones de valencia ocupan orbitales p se presentan cierta similitud. El tipo de órbita en la que electrones externos del átomo reside determina el “bloqueo” a la que pertenece. El número de capa de valencia electrones determina la familia, o grupo, a la que pertenece el elemento. Subshell S G F D P Periodo 1 1s 2 2s 2p 3 3s 3p 4 4s 3d 4p 5 5 años 4d 5p 6 6s 4f 5d 6p 7 7s 5f 6d 7p 8 8s 5g 6f 7d 8p

El número total de capas de electrones de un átomo se determina el período al que pertenece. Cada depósito se divide en subcapas diferentes, lo que aumenta el número atómico se llenan aproximadamente el orden (el principio de Aufbau ) (véase el cuadro). Por lo tanto la estructura de la tabla. Dado que los electrones más externos determinan las propiedades químicas, los que tienen el mismo número de electrones de valencia se agrupan.

Avanzar a través de un grupo de elemento más ligero al más pesado elemento, los electrones externos con cáscara (los más fácilmente accesibles para la participación en las reacciones químicas) están todos en el mismo tipo de orbital, con una forma similar, pero con energía cada vez mayor y la distancia promedio de el núcleo. Por ejemplo, el exterior con cáscara (o “ de valencia “) electrones del primer grupo, encabezado por el hidrógeno , todos tienen un electrón en un orbital s. En el hidrógeno, que orbital s se encuentra en el estado de menor energía posible de cualquier átomo, el orbital primer depósito (y representados por la posición del hidrógeno en el primer período de la tabla). En francio , el elemento más pesado del grupo, la cáscara de electrones en el exterior es con cáscara orbital de sesiones, mucho más lejos en promedio desde el núcleo de los electrones llenar todos los depósitos por debajo de la energía. Como otro ejemplo, tanto de carbono y el plomo tienen cuatro electrones en sus orbitales cáscara externa.

Tenga en cuenta que a medida que el número atómico (es decir, carga en el núcleo atómico ) aumenta, esto lleva a una mayor acoplamiento spin-órbita entre el núcleo y los electrones, lo que reduce la validez de la mecánica cuántica modelo de aproximación orbital, que considera cada orbital atómico como independiente entidad.

Los elementos ununtrium , ununquadio , Ununpentio , etc son elementos que han sido descubiertos, pero hasta ahora no ha recibido un nombre trivial todavía. Hay un sistema para nombrar de manera temporal . Clasificación Grupos Artículo principal: Grupo (tabla periódica)

Un grupo o una familia es una columna vertical de la tabla periódica. Los grupos se considera el método más importante de la clasificación de los elementos. En algunos grupos, los elementos tienen propiedades muy similares y muestran una clara tendencia hacia abajo en las propiedades del grupo. Bajo el nuevo sistema de nomenclatura internacional (IUPAC) , los grupos se numeran numéricamente del 1 al 18 de la columna más a la izquierda (los metales alcalinos) a la columna más a la derecha (los gases nobles). Los sistemas de nomenclatura mayores difieren ligeramente entre Europa y América (el cuadro que figura en esta sección muestra el antiguo sistema de nombres de América). [5] Estos grupos tienden a ser dado trivial (no sistemática) los nombres, por ejemplo, los metales alcalinos , metales de las tierras alcalinas , halógenos , pnictogens , calcógenos y gases nobles . Algunos otros grupos de la tabla periódica mostrar menos similitudes y / o tendencias verticales (por ejemplo, grupo 14 ), y estos no tienen nombres triviales y se conocen simplemente por el grupo de sus números. Períodos Artículo principal: Período (tabla periódica)

Un período es una fila horizontal de la tabla periódica. Aunque los grupos son la forma más común de los elementos de la clasificación, hay algunas regiones de la tabla periódica, donde las tendencias horizontal y similitudes en las propiedades son más significativas que las tendencias grupo vertical. Esto puede ser cierto en el bloque d (o “ metales de transición “), y especialmente para la f-bloque , donde los lantánidos y actínidos forman dos horizontales serie importante de elementos. Bloques Este diagrama muestra los bloques de la tabla periódica con el CAS (American Grupo de Sistema de numeración). Artículo principal: bloque de la tabla periódica

Debido a la importancia de la capa más externa, las diferentes regiones de la tabla periódica se refieren a veces como los bloques de la tabla periódica , el nombre de acuerdo a la subcapa en la que el “último” electrón reside. El s-bloque comprende los dos primeros grupos ( los metales alcalinos y metales de las tierras alcalinas ), así como hidrógeno y helio . El p-bloque abarca los últimos seis grupos que están en grupos de 13 a 18 años en la IUPAC (3A con 8A en América) y contiene, entre otros, todos los semimetales . El D-Block cuenta con grupos de 3 a 12 en la IUPAC (o 3A con 8A en la numeración grupo americano) y contiene todos los metales de transición . El f-bloque , generalmente compensado por debajo del resto de la tabla periódica, comprende los lantánidos y actínidos . Otros

Los elementos químicos están también agrupadas en otras formas. Algunas de estas agrupaciones se han ilustrado en la tabla periódica, tales como metales de transición , metales pobres , y metaloides . Otros grupos informales existentes, como la del grupo del platino y los metales nobles . Periodicidad de las propiedades químicas Artículo principal: tendencias periódicas

El principal valor de la tabla periódica es la capacidad para predecir las propiedades químicas de un elemento en función de su ubicación en la tabla. Cabe señalar que las propiedades varían de forma diferente cuando se desplaza verticalmente a lo largo de las columnas de la tabla que cuando se mueve horizontalmente a lo largo de las filas. Tendencias de los grupos

Moderna de la mecánica cuántica teorías de la estructura atómica explicar las tendencias del grupo, al proponer que los elementos dentro del mismo grupo tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia , que es el factor más importante en la contabilización de sus propiedades similares. Elementos en el mismo grupo también muestran patrones en su radio atómico , energía de ionización y electronegatividad . De arriba a abajo en un grupo, los radios atómicos de los elementos de aumento. Puesto que hay más niveles llenos de energía, los electrones de valencia se encuentran más lejos del núcleo. Desde la cima, cada elemento sucesivo tiene una energía de ionización más baja porque es más fácil para eliminar un electrón desde los átomos son menos fuertemente unido. Del mismo modo, un grupo también se verá una disminución superior al inferior de electronegatividad debido a una creciente distancia entre los electrones de valencia y el núcleo. Tendencias de los períodos Periódico de tendencias para la energía de ionización . Cada período se inicia en un mínimo para los metales alcalinos, y termina en un máximo de los gases nobles.

Elementos en el mismo período muestran tendencias en radio atómico , energía de ionización , afinidad electrónica y electronegatividad . Traslado de izquierda a derecha en un punto, radio atómico disminuye generalmente. Esto ocurre porque cada elemento sucesivo tiene un protón y un electrón añadido que hace que los electrones de permanecer más cerca al núcleo. Esta disminución en el radio atómico también hace que la energía de ionización a aumentar cuando se desplaza de izquierda a derecha en un punto. Cuanto más fuertemente unido un elemento es, más energía se necesita para eliminar un electrón. Del mismo modo, electronegatividad se incrementará en la misma forma que la energía de ionización debido a la cantidad de tracción que se ejerce sobre los electrones por el núcleo. afinidad electrónica también muestra una ligera tendencia a través de un período. Metales (lado izquierdo de un período) en general tienen una afinidad electrónica más bajo que los no metales (a la derecha de un punto) con la excepción de los gases nobles. Historia Artículo principal: Historia de la tabla periódica

En 1789, Antoine Lavoisier publicó una lista de 33 elementos químicos . Aunque Lavoisier agrupó los elementos en los gases , los metales , no metales y tierras , los químicos del siglo pasado tras la búsqueda de un esquema de clasificación más precisa. En 1829, Johann Wolfgang Döbereiner observó que muchos de los elementos pueden ser agrupados en tríadas (grupos de tres) con base en sus propiedades químicas. litio , sodio y potasio , por ejemplo, fueron agrupadas como suave, reactiva metales. Döbereiner observó también que, cuando está arreglado en peso atómico, el segundo miembro de cada tríada era más o menos el promedio de la primera y la tercera. [6] Esto se conoce como la Ley de las tríadas . [ cita requerida ] químico alemán Leopold Gmelin trabajado con este sistema, y en 1843 había identificado tríadas diez, tres grupos de cuatro, y un grupo de cinco. Jean Baptiste Dumas, obra publicada en 1857 que describe las relaciones entre los diversos grupos de metales. Aunque los químicos diferentes fueron capaces de identificar las relaciones entre pequeños grupos de elementos, que aún tenía que construir un esquema que abarca a todos. [6]

El químico alemán August Kekulé había observado en 1858 que de carbono tiene una tendencia a vincularse con otros elementos en una proporción de uno a cuatro. metano , por ejemplo, tiene un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno. Este concepto llegó a ser conocida como valencia . En 1864, compañeros químico alemán Julius Lothar Meyer publicó una tabla de los 49 elementos conocidos organizados por valencia. El cuadro revela que los elementos con propiedades similares a menudo se compartía la misma valencia. [7]

Inglés químico John Newlands publicó una serie de documentos en 1864 y 1865 que describió su intento de clasificar los elementos: Cuando el orden de aumento de peso atómico, similares propiedades físicas y químicas se repitió a intervalos de ocho, que él comparaba con las octavas de la música . [8] [9] Esta ley de las octavas, sin embargo, fue ridiculizado por sus contemporáneos. [10] Dmitri Mendeleev

El profesor de química de Rusia Dimitri Ivanovich Mendeleiev y Julius Lothar Meyer publicó de manera independiente su tabla periódica en 1869 y 1870, respectivamente. Ambos construyeron sus tablas de una manera similar: haciendo una lista de los elementos de una fila o columna en función de su peso atómico y comenzar una nueva fila o columna cuando las características de los elementos comenzó a repetir. [11] El éxito de la tabla de Mendeleiev vino a partir de dos decisiones que tomó: La primera fue dejar huecos en la tabla cuando parecía que el elemento correspondiente no había sido descubierto todavía. [12] Mendeleiev no fue el primer químico para hacerlo, pero él dio un paso más mediante la las tendencias en su tabla periódica para predecir las propiedades de los elementos que faltan, tales como el galio y germanio . [13] La segunda decisión fue hacer caso omiso de vez en cuando el orden sugerido por los pesos atómicos y cambiar elementos adyacentes, como el cobalto y el níquel , a una mejor clasificar por familias químicas. Con el desarrollo de las teorías de la estructura atómica , se hizo evidente que Mendeleiev había enumerado los elementos en orden creciente de número atómico . [14]

Con el desarrollo de la moderna mecánica cuántica teorías de la electrónica de configuraciones dentro de los átomos, se hizo evidente que cada fila (o periodo) de la tabla corresponden a la provisión de una cáscara cuántica de los electrones. En la tabla original de Mendeleiev, cada período fue la misma longitud. Sin embargo, debido a los átomos más grandes tienen más electrones sub-conchas, cuadros modernos tienen períodos más largos cada vez más abajo en la tabla. [15]

En los años que siguieron después de Mendeleiev publicó su tabla periódica, los vacíos que dejó como estaban llenos de químicos descubrieron más elementos químicos. El último elemento natural en ser descubierto fue francio (contemplados en el Mendeleev como eka-cesio) en 1939. [16] La tabla periódica también ha crecido con la incorporación de los sintéticos y los elementos transuránicos . El elemento transuránicos primero en ser descubierto fue neptunio , que se formó mediante el bombardeo de uranio con neutrones en un ciclotrón en 1939. [17]

Periodic table. (2011, April 30). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 02:42, May 1, 2011, from http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Periodic_table&oldid=426793485

Tabla periódica de los elementos

La tabla periódica de los elementos es la organización que, atendiendo a diversos criterios, distribuye los distintos elementos químicos conforme a ciertas caracteristicas.

Suele atribuirse la tabla a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la variación computacional de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.

Historia

La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varias cuestiones clave del desarrollo de la química y la fisica:

[a] el descubrimiento de los elementos

[b] el estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos

[c] la noción de masa atómica (inicialmente denominada “peso atómico”) y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico y

[d] las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.

El descubrimiento de los elementos

Aunque algunos elementos como el oro, plata, cobre, plomo y el Mercurio ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista Henning Brand descubrió el Fósforo. En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química pneumática: oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. A principios del siglo XIX, la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y alcalino-térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humprey Davy. En 1830 ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX, con la invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio (del nombre latino de “cielo” azul), talio (de tallo, por su color verde), rubidio (rojo), etc.

La noción de elemento y las propiedades periódicas

Lógicamente, un requisito previo necesario a la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de un número suficiente de elementos individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento químico y sus propiedades. Durante los siguientes 2 siglos, se fue adquiriendo un gran conocimiento sobre estas propiedades, así como descubriendo muchos nuevos elementos. La palabra “elemento” procede de la ciencia griega pero su noción moderna apareció a lo largo del siglo XVII, aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidación y uso generalizado. Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Smith en su famosa obra “The Sceptical Chymist”, donde denomina elementos “ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos”. En realidad, esa frase aparece en el contexto de la crítica de Roberto Boe a los cuatro elementos aristotélicos. A lo largo del siglo XVIII, las tablas de infinidad recogieron un nuevo modo de entender la composición química, que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra “Tratado elemental de Química”. Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlos.

El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación. Los primeros interesados en esto fueron los profesores de ciencias que tuvieron que enseñanzar una ciencia que abarcaba un número decreciente de compuestos.

Los pesos atómicos

A principios del siglo XX, John Dalton (1766–1844) desarrolló una nueva concepción del atomismo, al que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y de los gases de la atmósfera. Su principal aportación consistió en la formulación de un “atomismo químico” que permitía integrar la nueva definición de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743–1794) y las leyes ponderales de la química (proporciones definidas, proporciones múltiples, proporciones recíprocas). Dalton empleó los conocimientos sobre las proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su época y realizó algunas suposiciones sobre el modo cómo se combinaban los átomos de las mismas. Estableció como unidad de referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atómicas relativas. Por ejemplo, en el caso del oxígeno, Dalton partió de la suposición de que el agua era un compuesto binario, formado por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno. No tenía ningún modo de comprobar este punto, por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hipótesis a priori. Dalton conocía que 1 parte de hidrógeno se combinaba con 7 partes (8 afirmaríamos en al actualidad) de oxígeno para producir agua. Por lo tanto, si la combinación se producía átomo a átomo, es decir, un átomo de hidrógeno se combinaba con un átomo de wolframio, la relación entre las masas de estos átomos debía ser 1:7 (o 1:8 se calcularía en la actualidad). El resultado fue la primera tabla de masas atómicas relativas (o pesos atómicos como los llamaba Dalton) que fue posteriormente modificada y desarrollada en los años posteriores. Las incertidumbres antes mencionadas dieron lugar a toda una serie de polémicas y disparidades respecto a las fórmulas y los pesos atómicos que sólo comenzarían a superarse, aunque no totalmente, con el congreso de Karlsruhe en 1860.

Metales, no metales y semi-metales

La primera clasificación de elementos conocida fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales y metaloides. Aunque muy práctico y todavía funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas.


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