Propiedades periódicas

• Símbolo: El símbolo atómico de un elemento sirve para representarlo y consta de una letra mayúscula y ninguna, una o dos minúsculas que proceden de su nombre o de su nombre latino.

•  Clasificación: En la tabla periódica, hay grupos o familias de elementos con propiedades parecidas: estructura electrónica de la última capa semejante, metal, no metal o metaloide, etc.. En la clasificación se indican las propiedades del elemento. De unos sistemas periódicos a otros hay pequeñas diferencias en la clasificación.

Grupo 1: Metales alcalinos
Grupo 2: Metales alcalinotérreos
Grupos 3 a 12: Metales de transición
Grupo 13: Elementos térreos
Grupo 14: Elementos carbonoides
Grupo 15: Elementos nitrogenoides
Grupo 16: Elementos calcógenos o anfígenos
Grupo 17: Halógenos
Grupo 18: Gases nobles

• Número Atómico: El número atómico es un número igual a la cantidad de protones que contiene su núcleo. Este número diferencia a un elemento de los demás. Es también igual a la cantidad de electrones de un átomo neutro del elemento.  

• Masa Atómica: Es la masa de un átomo del elemento expresada en unidades de masa atómica (U.M.A.) Es casi igual que el número de protones más el de neutrones de su núcleo. Esto es así, porque tanto protones como neutrones tienen una masa relativa prácticamente igual a la unidad (en uma) y la masa de los electrones es casi insignificante. Puesto que no todos los átomos tienen un sólo isótopo, la masa atómica es la masa ponderal media de todos los isótopos (se tiene en cuenta la abundancia de cada uno). Las masas atómicas usadas son las publicadas por la I.U.P.A.C. en 1995.
  Luego, la masa atómica puede usarse para determinar el número de neutrones de un elemento usando la ecuación: Masa Atómica- Número Atómico= Número de neutrones

•  Número de protones/electrones: Es igual que su número atómico. Si los átomos son neutros, puesto que el protón tiene una carga positiva y el electrón una negativa, deben poseer el mismo número de protones y de electrones. Una partícula que no sea neutra es un ion. Puesto que el número de protones no puede cambiar, los iones se forman al variar el número de electrones: por ganancia (aniones: iones negativos) o pérdida (cationes: iones positivos). 

• Número de neutrones (Isótopo-nº):
  Es igual a la masa atómica del átomo redondeada al entero más próximo (número másico) menos el número de protones. Esto se debe a que neutrones y protones tienen una masa atómica aproximada de 1 u.m.a. Puesto que los elementos tienen más de un isótopo⁽³⁾, el número de neutrones que se menciona en la hoja de cada elemento corresponde al isótopo más abundante del elemento.

•  Números de oxidación: Números de oxidación (excepto el cero) del elemento. En el caso de poseer varios, se da en negrita el más importante. El número de oxidación de un átomo en un compuesto es el número de electrones ganados o perdidos por dicho átomo con respecto al mismo átomo aislado. Está relacionado con la estructura electrónica del elemento. Las tablas III y IV dan los números de oxidación de los elementos, excepto cero. 

•  Electronegatividad:Es la tendencia que tiene un átomo de atraer hacia sí los electrones de su enlace con otro átomo. La diferencia de electronegatividades entre los átomos que se unen, puede servir para establecer el tipo de enlace entre ellos. Estos valores más altos se encuentran en la parte superior derecha del Sistema Periódico. Los valores más bajos se encuentran en la parte inferior izquierda.Se dan tablas y gráficos de electronegatividades de los elementos.Depende de los mismos factores que el potencial de ionización y la afinidad electrónica.  

Teoría atómica de la materia

Desde hace mucho tiempo, la materia fue una incógnita que varios filósofos trataban de explicar. Demócrito en el siglo V a.C fue el que dió origen a la teoría atómica, él decía que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles, de distintas formas y tamaños, y es por eso que las llamó átomos, lo que en griego significa “indivisible”. 

Tiempo después Platón y su estudiante de la Academia, Aristóteles, propusieron que no podía haber partículas indivisibles. Isaac Newton apoyó la idea de existencia de los átomos.
Pero fue John Dalton (1766-1844) químico y físico británico quien creó una importante teoría atómica de la materia. En 1803 formuló la ley que lleva su nombre y que resume las leyes cuantitativas de la química (ley de la conservación de la masa, realizada por Lavoisier; ley de las proporciones definidas, realizada por Louis Proust; ley de las proporciones múltiples, realizada por él mismo). Su teoría se puede resumir en:

1. Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un elemento químico dado son idénticos en su masa y demás propiedades.
3. Los átomos de diferentes elementos químicos son distintos, en particular sus masas son diferentes.
4. Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios químicos.
5. Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan entre sí, en una relación de números enteros sencilla, formando entidades definidas (hoy llamadas moléculas).

Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones (p+).
Luego del descubrimiento del electrón por Thomson se determinó que la materia se compone en una parte negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban, según este modelo, inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel. 

 

El tercer postulado establece que los átomos de un elemento son diferentes de los átomos de todos los demás elementos.

Tabla Periódica

La Tabla Periódica es un recurso que contiene todas las características y propiedades físicas y químicas de los elementos conocidos.
 A mediados del siglo XIX ya se conocían 55 elementos sin ninguna relación aparente; Johann Döbereiner (1789 - 1849) fue el primer científico que los agrupó en triadas (3 elementos), en las que el peso atómico del elemento central era casi el promedio de los otros dos.

Posteriormente, Alexander Newlands (1838 - 1889) los ordenó por su masa atómica de forma creciente y miró que después de cada siete elementos el octavo repetía las propiedades químicas del primero, lo que llamó Ley de las Octavas.

En 1871, Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834 - 1907) ordenó los 63 elementos conocidos para ese entonces, por su peso atómico. A dicha clasificación la llamó la tabla Periódica, nombre con el que se conoce hasta la actualidad. Corría el año 1875 cuando el investigador ruso Mendeleiev inventó la tabla periódica de los elementos. Quedaban así ordenados todos los elementos químicos conocidos, a excepción de tres huecos que no lograba llenar. Ahí es cuando entraría en juego la labor del químico francés P. E. Lecoq de Boisbaudran (Cognac, 1838-París, 1912).
Gracias a sus intensas investigaciones, descubrió la existencia del galio al estudiar las líneas violetas del espectro producido por una muestra de cinc. Junto con el escandio (descubierto por el químico sueco Lars Fredrik Nilson) y el germanio (descubierto por el químico alemán Clemens Alexander Winkler), ya quedaba completado el puzzle que ideara Mendeleiev.


Familias:

• Metales: Corresponde a los elementos situados a la izquierda y centro de la Tabla Periódica (Grupos 1 (excepto hidrógeno) al 12, y en los siguientes se sigue una línea quebrada que, aproximadamente, pasa por encima de Aluminio (Grupo 13), Germanio (Grupo 14), Antimonio (Grupo 15) y Polonio (Grupo 16). Tienen pocos electrones en la última capa, bajo potencial de ionización, baja afinidad electrónica, baja electronegatividad, son reductores.

• Metales Alcalinos: Los metales alcalinos corresponden al Grupo 1 de la Tabla Periódica (anteriormente grupo I A), son metales muy reactivos, se oxidan con facilidad por lo que no se encuentran libres en la naturaleza. 

•  Metales Alcalinotérreos: Son los elementos metálicos del grupo 2 (antiguo IIA) de la Tabla Periódica. El nombre del grupo proviene de la situación entre los metales alcalinos y los elementos térreos y del hecho de que sus "tierras" (nombre antiguo para los óxidos de calcio, estroncio y bario) son básicos (álcalis). Son: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. 

•  Metales Térreos: Lo forman el grupo 13 de la Tabla Periódica. Son: boro, aluminio, galio, indio, talio y ununtrium. El nombre del grupo térreos deriva de la arcilla (contiene aluminio) y se encuentra en desuso. Constituyen más del 7% en peso de la corteza terrestre, sobre todo el aluminio.

• Calcógenos (Anfígenos): Forman el grupo 16 (antiguo VIA) de la Tabla Periódica. Son: oxígeno, azufre, selenio, teluro, polonio y ununhexio.
  El nombre calcógeno proviene del griego y significa formador de minerales: una gran parte de los constituyentes de la corteza son óxidos o sulfuros.

• Halógenos: Forman el grupo 16 (antiguo VIA) de la Tabla Periódica. Son: oxígeno, azufre, selenio, teluro, polonio y ununhexio.
  El nombre calcógeno proviene del griego y significa formador de minerales: una gran parte de los constituyentes de la corteza son óxidos o sulfuros.

• Gases Nobles: Se encuentra en el grupo 0 o 18 de la Tabla Periódica. Los elementos son: helio, neón, argón, kriptón, xenón, radón. Se consideraron inertes hasta 1962, por su estado de oxidación es 0, teniendo 8 electrones en su última capa (2 electrones s y 6 electrones p), lo que les impide formar compuestos fácilmente.

• No Metales: Son los elementos situados por encima de la línea quebrada de los grupos 13 a 17 de la Tabla Periódica y el Hidrógeno. Tienen muchos electrones en su capa externa; tiene elevado potencial de ionización, elevada afinidad electrónica, son electronegativos, son oxidantes, forman aniones y los óxidos e hidróxidos son ácidos.

• Metales: Corresponde a los elementos situados a la izquierda y centro de la Tabla Periódica (Grupos 1 (excepto hidrógeno) al 12, y en los siguientes se sigue una línea quebrada que, aproximadamente, pasa por encima de Aluminio (Grupo 13), Germanio (Grupo 14), Antimonio (Grupo 15) y Polonio (Grupo 16) de forma que al descender aumenta en estos grupos el carácter metálico). Un elemento es metal cuando tiene tendencia a desprenderse de los electrones de su última capa o capa de valencia.

• Metales de Transición: Los 40 elementos de los grupos 3 al 12 de la parte central de la Tabla Periódica se denominan metales de transición debido a su carácter intermedio o de transición entre los metales de la izquierda (más electropositivos, alcalinos y alcalinotérreos) y los elementos de la derecha (más electronegativos, formadores de ácidos). Llenan orbitales d de la penúltima capa. 

Propiedades de la materia

La materia es un componente fundamental de los cuerpos del universo, que es susceptible a formas y cambios físicos y químicos. Es perceptible por los sentidos humanos.

Sustancia Pura: Es un tipo de materia que tiene propiedades específicas que la caracterizan y que ayudan a que estas se puedan diferenciar de otras.
De la sustancia pura se derivan: Los Elementos y Compuestos.

• Elementos: Son sustancias puras que no se pueden descomponer o dvidir en sustancias más pequeñas.
• Compuesto: Son sustancias puras que se pueden descomponer en otras más simples por métodos químicos.

Propiedades y Cambios

Propiedades intensivas: También llamadas específicas o intrínsecas, manejan todo lo que son las propiedades peculiares que caracterizan a cada una de las sustancias, permitiendo diferenciarse de otras.

Cambios Químicos: Son aquellos en los que unas sustancias se transforman en otras sustancias diferentes, con naturaleza y propiedades distintas.
Por ejemplo se producen cambios químicos cuando una sustancia arde, se oxida o se descompone.

Propiedades Extensivas: También llamadas generales o extrínsecas, son aquellas que consisten en las propiedades que todo cuerpo material posee como la masa, el volumen, el peso, la impenetrabilidad, la temperatura, etc.

Cambios Físicos: Son todos aquellos en los que ninguna sustancia se transforma en otra diferente.
Por ejemplo se producen cambios físicos cuando una sustancia se mueve, se le aplica una fuerza o se deforma.

Clasificación de la Materia

La materia se puede clasificar conforme a su estado físico o su composición.

Por su Estado Físico:

• Sólido: Estado en donde las moléculas del cuerpo tratan de juntarse antes de separarse. Estos tienen forma y volúmen constante. Un claro ejemplo es el hielo (agua solidificada). Al aumentar la temperatura sus partículas tienen vibración.

• Líquido: Estado donde las moléculas del cuerpo están levemente separadas pero tienen un movimiento equilibrado. Estos tienen volúmen pero no forma, tal como la leche. Al aumentar la temperatura sus partículas tienen energía.

•  Gaseoso: Estado de la materia donde sus moléculas se tratan siempre de separar, y no tienen forma ni volúmen determinado. Un ejemplo claro serían las nubes. Al aumentar la temperatura sus partículas chocan unas con otras, y aumenta la presión.

 Por su Composición:

• Elemento: Es una sustancia que no se puede descomponer en otras más pequeñas. Todos ellos están situados en la tabla periódica.

• Compuesto: Sustancias formadas por dos o más elementos químicos. Muchas veces pueden ser muy reactivos, dependiendo con qué clase de elementos se junten.

• Mezcla: Unión de varias sustancias que mantienen sus propiedades químicas y que su composición puede varias. Puede ser Heterogénea (Donde sus componentes se identifican a primera vista) y Homogénea (Donde su composición no se puede distinguir, se ven como que fueran una sola sustancia).