Estructura y Clasificación de los Elementos Químicos en la Tabla Periódica Moderna

El Origen de la Tabla Periódica

A medida que se fueron descubriendo nuevos elementos químicos, se comenzó a estudiar la posibilidad de clasificarlos de acuerdo con la similitud de sus propiedades.

Según Dmitri Mendeléiev

Mendeléiev enunció la Ley Periódica de los Elementos, según la cual las propiedades de los elementos son función periódica de sus masas atómicas. A partir de esto, ordenó los 63 elementos conocidos en su época, según sus masas atómicas crecientes, organizados en periodos y en grupos.

Mendeléiev dejó espacios vacíos para ubicar nuevos elementos que todavía no se habían descubierto, y también predijo la existencia y las propiedades de algunos de ellos. Tres de estos elementos fueron descubiertos mientras él vivía.

La Tabla Periódica Actual

La tabla periódica actual se basa en el ordenamiento de los elementos según el orden creciente de números atómicos, tal como propuso Henry Moseley. Esta tabla está formada por los 112 elementos reconocidos en la actualidad (según este modelo).

La estructura de la tabla se define por:

• Periodos: 7 filas horizontales.
• Grupos: 18 columnas verticales.

La posición que ocupa un elemento en la tabla no es aleatoria, sino que depende de su estructura electrónica, la cual define las propiedades químicas y físicas de los elementos.

Clasificación de los Elementos por Configuración Electrónica

Los elementos pueden clasificarse de acuerdo con su configuración electrónica externa:

Elementos Representativos

Son aquellos que poseen su último electrón en un orbital 's' o 'p'. Pertenecen al Grupo A y a los grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16 y 17 de la tabla. La configuración electrónica de un elemento representativo indica su posición en la tabla.

Elementos de Transición

Son aquellos que poseen su último electrón en un orbital 'd'. Pertenecen al Grupo B y a los grupos 3 al 12 de la tabla. Hay cuatro series de elementos de transición.

Elementos de Transición Interna

Poseen su último electrón en un orbital 'f'. Estos elementos no se clasifican por grupos, porque se encuentran entre el grupo 3 y 4. Se presentan en dos filas de 14 elementos que se desprenden de los periodos 6 y 7, y se ubican en la parte inferior de la tabla.

Elementos Inertes o Gases Nobles

Se caracterizan por tener todos sus niveles completos. Pertenecen al grupo 18. Estos poseen ocho electrones en su último nivel (excepto el Helio, que tiene dos).

Clasificación de los Elementos por Propiedades Físicas y Químicas

Metales

Características principales:

• Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio).
• Tienen brillo propio.
• Son dúctiles (se deforman para formar alambres o hilos) y maleables.
• Son buenos conductores de la electricidad y el calor.

Pueden tener 1, 2 o 3 electrones en su último nivel energético, que tienden a perder con facilidad para formar iones positivos o *cationes*.

No Metales

Características principales:

• Carecen de brillo.
• Son frágiles y no son dúctiles ni maleables.
• Son malos conductores (excepto el carbono, en forma de grafito).

Se hallan en los tres estados a temperatura ambiente: sólido, líquido y gaseoso. Los no metales tienen muchos electrones en su último nivel de energía. Estos elementos atraen electrones, formando iones negativos o *aniones*.

Metaloides

Son un conjunto de siete elementos que presentan propiedades intermedias entre los metales y los no metales. Se presentan como sólidos, son quebradizos y con un aspecto ligeramente brillante. Son semiconductores y son muy utilizados en la industria electrónica (por ejemplo, el germanio, el silicio, el boro, etc.).

Características de los Distintos Grupos

Hidrógeno (Grupo 1)

Pertenece al grupo 1, pero se diferencia del resto por ser un no metal. Posee un único electrón, que puede compartir con otros no metales para formar uniones covalentes.

Metales Alcalinos (Grupo 1)

Son los elementos del grupo 1, excepto el hidrógeno. Tienen baja densidad, son blandos y buenos conductores. Son químicamente reactivos. Ningún metal alcalino se encuentra libre en la naturaleza.

Metales Alcalinotérreos (Grupo 2)

Se encuentran en el grupo 2. Su dureza es variable y también son reactivos.

Metales de Transición (Grupos 3 al 12)

Pertenecen a los grupos entre el 3 y el 12. Estos compuestos presentan propiedades intermedias entre los metales y los elementos del grupo 13 en adelante.

Grupo del Aluminio (Grupo 13)

Son bastante reactivos y tienen propiedades similares a las de los metales alcalinotérreos, excepto el boro. Todos los elementos de este grupo tienen tres electrones en su último nivel y tienden a perderlos.

Lantánidos y Actínidos

Se desprenden del grupo 3 y los periodos 6 y 7. Estos elementos tienen radios iónicos parecidos y muestran comportamientos químicos igualmente parecidos, lo que hace que muy difícilmente se separen. Son metales.