Fundamentos de la Tabla Periódica y Evolución de los Modelos Atómicos

¿Qué es la tabla periódica?

La tabla periódica es una herramienta fundamental que organiza todos los elementos químicos conocidos. Los ordena por su número atómico (número de protones) y los agrupa según propiedades compartidas, como la reactividad, el estado de la materia y su clasificación en metales, metaloides o no metales.

Historia y evolución de la tabla periódica

• Johann Döbereiner (1829): Propuso las tríadas, agrupando elementos con propiedades similares.
• John Newlands (1864): Formuló la Ley de las Octavas.
• Dmitri Mendeléiev (1869): Organizó la primera tabla periódica moderna, dejando espacios para elementos aún no descubiertos.
• Henry Moseley (1913): Descubrió que el número atómico (número de protones) era el criterio correcto para el ordenamiento.
• Glenn Seaborg (siglo XX): Identificó elementos transuránicos (más allá del uranio) y reconfiguró la tabla incluyendo las series de lantánidos y actínidos.

Clasificación de los elementos por grupos y familias

Principales familias químicas

• Metales alcalinos: Litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) y francio (Fr).
• Alcalinotérreos: Berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba) y radio (Ra).
• Metales de transición: Hierro (Fe), cromo (Cr), níquel (Ni), oro (Au), plata (Ag) y platino (Pt).
• Familia del boro: Boro (B), aluminio (Al), galio (Ga), indio (In) y talio (Tl).
• Carbonoideos: Carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn) y plomo (Pb).
• Nitrogenoideos: Nitrógeno (N), fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb) y bismuto (Bi).
• Calcógenos: Oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), telurio (Te) y polonio (Po).
• Halógenos: Flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y astato (At).
• Gases nobles: Helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe) y radón (Rn).

Características de los grupos

• Metales alcalinos (Grupo 1): Son muy reactivos, blandos y brillantes.
• Metales alcalinotérreos (Grupo 2): Menos reactivos que los alcalinos, pero también forman compuestos como óxidos y sales.
• Metales de transición (Grupos 3-12): Buenos conductores, densos y resistentes.
• Familia del boro: Son elementos metálicos o semimetálicos con tres electrones en su capa de valencia.
• Carbonoideos: Tienen cuatro electrones de valencia y forman muchos compuestos diferentes.
• Nitrogenoideos: Tienen cinco electrones de valencia y pueden ser gases, metales o metaloides.
• Calcógenos: Tienen seis electrones de valencia y forman compuestos muy variados.
• Halógenos: Muy reactivos, con siete electrones de valencia.
• Gases nobles (Grupo 18): Muy estables e inertes porque tienen su capa de valencia completa.

Información en el recuadro de los elementos

• Número atómico: Indica el número de protones en el núcleo.
• Masa atómica: Representa la masa promedio del átomo.

El átomo: La unidad fundamental de la materia

Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene sus propiedades. Es el “ladrillito” fundamental con el que están hechas todas las cosas del universo. Se compone de:

• Protones: Tienen carga positiva y se encuentran en el núcleo.
• Neutrones: Sin carga eléctrica, ubicados también en el núcleo; ayudan a mantener su estabilidad.
• Electrones: Tienen carga negativa y giran alrededor del núcleo.

Evolución de los modelos atómicos

Modelo de Dalton

• Idea principal: El átomo es una partícula indivisible y sólida, similar a una esfera.
• Aporte: Estableció que todos los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí y distintos a los de otros elementos.
• Límite: No explicaba las cargas eléctricas ni la estructura interna.

Modelo de Thomson

• Idea principal: El átomo es una esfera positiva con electrones incrustados, conocido como el modelo del "budín de pasas".
• Aporte: Descubrimiento de los electrones.
• Límite: No explicaba la organización de los electrones ni la existencia del núcleo.

Modelo de Rutherford

• Idea principal: El átomo posee un núcleo positivo y los electrones giran a su alrededor.
• Aporte: Descubrió el núcleo atómico y demostró que el átomo es mayormente espacio vacío.
• Límite: No explicaba por qué los electrones no colapsaban hacia el núcleo.

Modelo de Bohr

• Idea principal: Los electrones giran en órbitas fijas alrededor del núcleo con niveles de energía definidos.
• Aporte: Logró explicar el espectro de luz del hidrógeno.
• Límite: Solo funcionaba con precisión para átomos simples, no para los complejos.

Modelo atómico actual

• Idea principal: Los electrones no están en órbitas fijas, sino en nubes de probabilidad (orbitales) alrededor del núcleo.
• Aporte: Explica la química moderna, los enlaces, la reactividad y las propiedades atómicas.
• Característica: Se fundamenta en la mecánica cuántica para describir el comportamiento de los electrones.