Fundamentos de la Tabla Periódica y Tendencias de las Propiedades Atómicas

Fundamentos de Química: La Organización de los Elementos

La Contribución de Mendeléyev y Meyer

Dimitri Mendeléyev y Julius Lothar Meyer organizaron inicialmente los elementos químicos según su masa atómica. Los postulados fundamentales de Mendeléyev fueron:

• Si se ordenan los elementos según sus masas atómicas, estos muestran una periodicidad en sus propiedades.
• Los elementos semejantes en propiedades químicas son semejantes en masas atómicas.
• La colocación en orden a la masa atómica corresponde a su valencia.
• Los elementos más difundidos en la naturaleza son de pequeña masa atómica.
• El valor de la masa atómica caracteriza a un elemento y permite predecir sus propiedades.
• En algunos elementos se puede corregir la masa atómica si se conoce la de los elementos adyacentes.

Aciertos y Limitaciones del Modelo de Mendeléyev

Aciertos: Concluyó que faltaban elementos que obedecieran la secuencia, por lo que dejó espacios libres aun cuando no habían sido descubiertos, permitiendo la predicción de sus propiedades.

Errores:

• No designó un lugar fijo para el hidrógeno.
• Consideraba solo una valencia para cada elemento.
• Los elementos no siempre están en orden creciente de sus masas atómicas (ej. Telurio e Yodo).

La Tabla Periódica Moderna

La tabla periódica actual se ordena por el número atómico (Z). Está compuesta por 7 filas horizontales (periodos) y 18 columnas verticales (grupos).

Clasificación de los Elementos por Configuración Electrónica

• Elementos Representativos: Se encuentran en los grupos 1, 2 y del 13 al 17. Sus configuraciones electrónicas terminan en orbitales s o p.
• Elementos de Transición: Se encuentran en los grupos del 3 al 12. Sus configuraciones electrónicas terminan en orbitales d o f.

Tipos de Elementos

• Metales: Se ubican en la parte izquierda y central de la tabla. Son buenos conductores de calor y electricidad, son sólidos (excepto el mercurio) y brillantes, maleables y dúctiles.
• No Metales: Están en la parte superior derecha de la tabla. Son malos conductores y buenos aislantes térmicos, no son dúctiles, no son brillantes y son frágiles.
• Metaloides: Se encuentran entre los metales y los no metales (en la línea escalonada). Presentan un comportamiento intermedio entre ambos.

Propiedades Periódicas de los Elementos

Las propiedades periódicas varían de manera sistemática a lo largo de los grupos y periodos de la tabla.

Propiedades Relacionadas con el Tamaño Atómico

• Volumen Atómico
• Radio Atómico
• Radio Covalente
• Radio Iónico

Volumen Atómico

Es la cantidad de cm³ que ocupa un mol de átomos. En los periodos, el volumen atómico aumenta de derecha a izquierda (←) y en los grupos, aumenta de arriba hacia abajo (↓).

Radio Atómico

Es la distancia entre el núcleo y la capa de valencia más externa, lo que determina el tamaño del átomo. En los periodos, el radio atómico aumenta de derecha a izquierda (←) y en los grupos, aumenta de arriba hacia abajo (↓).

Radio Covalente

Es la mitad de la distancia internuclear entre dos átomos iguales unidos por un enlace simple.

Radio Iónico

Es la distancia entre el núcleo y la capa de valencia de un ion. Disminuye en cationes (iones positivos) y aumenta en aniones (iones negativos). En los periodos, el radio iónico aumenta de derecha a izquierda (←) y en los grupos, aumenta de arriba hacia abajo (↓).

Propiedades Relacionadas con la Energía

• Potencial de Ionización
• Electronegatividad
• Electroafinidad
• Electropositividad

Potencial de Ionización (Energía de Ionización)

Es la energía necesaria para retirar el electrón más débilmente retenido en un átomo gaseoso y aislado. Pueden removerse uno o más electrones, de lo que depende el nombre (1°, 2°, 3°, etc.), siendo el 1° potencial la energía más baja y el último la más alta. En periodos, el potencial de ionización aumenta de izquierda a derecha (→) y en grupos, aumenta de abajo hacia arriba (↑).

Electronegatividad

Es la capacidad de un átomo de atraer electrones hacia sí mismo cuando forma parte de un enlace químico. En periodos, la electronegatividad aumenta de izquierda a derecha (→) y en grupos, aumenta de abajo hacia arriba (↑).

Electroafinidad (Afinidad Electrónica)

Es la energía liberada o absorbida en el proceso de adición de un electrón a un átomo neutro, gaseoso y aislado para formar un anión. En periodos, la electroafinidad generalmente aumenta de izquierda a derecha (→) y en grupos, aumenta de abajo hacia arriba (↑).

Electropositividad

Es la capacidad de un átomo para ceder electrones y formar iones positivos (cationes).

Otras Propiedades Físicas y Químicas

• Estados de Oxidación: Es la carga que adquiere un átomo neutro cuando se transforma en un ion.
• Punto de Fusión: Temperatura en la que un sólido pasa a líquido.
• Punto de Ebullición: Temperatura en la que un líquido pasa a gaseoso.
• Densidad (d): Relación entre masa y volumen: d = m/V.
• Volumen Molar (V): Volumen que ocupa un mol de sustancia en condiciones normales de temperatura y presión. Se calcula como V = m/d.