La Tabla Periódica
La tabla periódica es un sistema ordenado de elementos químicos que fue concebida por primera vez por el erudito y científico ruso Dimitri Mendeléyev, quien entendió que los elementos químicos tenían características similares, y mientras estudiaba nuevos elementos, decidió acercarse a ellos a través de estas similitudes, hasta que lograr dar con el clásico Diagrama (orden) de columnas que todos hemos visto y aprendido en nuestras vidas.
La importancia de la tabla periódica surge de la necesidad de catalogar y enumerar la gran cantidad de elementos químicos que se habían descubierto en ese momento, (1869) para tener una clasificación unívoca a nivel internacional. Cabe mencionar que Mendeléyev no fue el unico en aportar avances a este sistema periódico.
¿Cómo se organiza la tabla periódica?
Retrato de D. Medeléyev (1878)
Los elementos químicos están organizados conforme al número de protones de sus átomos, también llamado número atómico, y tomando en cuenta también la configuración de sus electrones y las propiedades químicas específicas que presentan. El ordenamiento va desde el número 1 hasta el 118 (hasta la fecha). De esa manera, los elementos que se comportan de manera semejante ocupan renglones cercanos, y se identifican en grupos (columnas, dieciocho en total) y períodos (filas, siete en total).
Los elementos de la Tabla Periódica, además, están representados con sus respectivos símbolos químicos, y a través de un sistema de colores que indica el estado de agregación del elemento a una temperatura de 0 °C y una presión de 1 atmósfera, dichos colores de identificación varían dependiendo el diseño digital de cada tabla.
La tabla periódica actual se halla estructurada en siete filas (horizontales) denominadas periodos y en 18 columnas (verticales) llamadas grupos o familias. Los elementos químicos se ordenan de acuerdo a sus propiedades de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, en orden decreciente de sus números atómicos.
¿Cuántas y cuáles son las familias que agrupa la tabla periódica?
Las 18 familias o grupos conocidos son:
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Grupo 1 (IA), los metales alcalinos: hidrógeno (H), litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr).
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Grupo 2 (IIA), los metales alcalinotérreos: berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba), radio (Ra).
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Grupo 3 (IIIB), la familia del escandio (Sc), que incluye al Itrio (Y), a las tierras raras: lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), prometio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), holmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), iterbio (Yt), lutecio (Lu); y también a los actínidos: actinio (Ac), torio (Th), protactinio (Pa), uranio (U), neptunio (Np), plutonio (Pu), americio (Am), curio (Cm), berkelio (Bk), californio (Cf), einstenio (Es), fermio (Fm), mendelevio (Md), nobelio (No) y lawrencio (Lr).
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Grupo 4 (IVB), la familia del titanio (Ti), que incluye el circonio (Zr), hafnio (Hf) y rutherfordio (Rf), este último sintético y radiactivo.
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Grupo 5 (VB), la familia del vanadio (V): niobio (Nb), tántalo (Ta) y dubnio (Db), este último sintético.
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Grupo 6 (VIB), la familia del cromo (Cr): molibdeno (Mb), wolframio (W) y seaborgio (Sg), este último sintético.
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Grupo 7 (VIIB), la familia del manganeso (Mn): el renio (Re) y los sintéticos tecnecio (Tc) y bohrio (Bh).
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Grupo 8 (VIIIB), la familia del hierro (Fe): rutenio (Ru), osmio (Os) y el sintético hassio (Hs).
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Grupo 9 (VIIIB), la familia del cobalto (Co): rodio (Rh), iridio (Ir) y el sintético meitneiro (Mt).
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Grupo 10 (VIIIB), la familia del níquel (Ni): paladio (Pd), platino (Pt) y el sintético darmstadtio (Ds).
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Grupo 11 (IB), la familia del cobre (Cu): plata (Ag), oro (Au) y el sintético roentgenio (Rg).
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Grupo 12 (IIB), la familia del zinc (Zn): cadmio (Cd), mercurio (Hg) y el sintético ununbio (Uub).
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Grupo 13 (IIIA), los térreos: boro (Br), aluminio (Al), galio (Ga), indio (In), talio (Tl) y el sintético ununtrio (Uut).
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Grupo 14 (IVA), los carbonoideos: carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) y el sintético ununquadio (Uuq).
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Grupo 15 (VA), los nitrogenoideos: nitrógeno (N), fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) y el sintético ununpentio (Uup).
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Grupo 16 (VIA), los calcógenos o anfígenos: oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), teluro (Te), polonio (Po) y el sintético ununhexio (Uuh).
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Grupo 17 (VIIA), los halógenos: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I), astato (At) y el sintético ununseptio (Uus).
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Grupo 18 (VIIIA), los gases nobles: helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe), radón (Rn) y el sintético ununoctio (Uun).
El 30 de diciembre de 2016 la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) determinó que los elementos:
Adoptarían el nombre de:
(113) Nihonio.
(115) Moscovio.
(117) Teneso.
(118) Oganesón.
¿Cómo empiezo a leer la tabla periódica?
Paso 1
Estudia la tabla tratando de observar cada detalle en ella. Nota que cada cuadro tiene un número en la esquina superior izquierda, una abreviación de una o dos letras en el centro y un número en la parte inferior. Si lees la tabla desde la parte inferior a la superior y de izquierda a derecha, notarás que el número incrementa, uno a la vez, desde el 1 hasta 118. Si estás observando una tabla más vieja, tal vez no llegue hasta 118.
Paso 2
Elige y examina todos los cuadros de la tabla. El número en la esquina superior izquierda se llama número atómico y te dice cuántos protones se encuentran en el átomo. Generalmente, el número de protones es el mismo que el número de electrones, si lo anterior no es así, consideramos que ese elemento es un tipo de isótopo.
Paso 3
Observa la abreviación de una o dos letras en el cuadro. Ese es el símbolo del elemento y es la forma correcta de su nombre. Por ejemplo, el elemento con el número atómico "1" tiene la abreviación "H" para el hidrógeno. Frecuentemente, pero no siempre, la tabla periódica mostrará tanto el símbolo del elemento como su nombre completo.
Paso 4
Estudia el número al final de cada cuadro. Este es el número atómico, que es la masa promedio de un átomo del elemento. Sólo se puede dar una masa promedio debido a que diferentes isótopos de un elemento tienen diferentes números de neutrones y por lo tanto diferentes masas. La masa atómica se escribe como "amu", o unidades de masa atómica, por sus siglas en inglés.
Paso 5
Nota que las columnas en la tabla periódica están etiquetadas con números 1, 2, 3 y así en adelante. Cada columna es parte de un diferente grupo o familia, y los elementos del mismo grupo tienden a compartir ciertas propiedades. Por ejemplo los elementos que son parte del grupo 1 (o familia el hidrógeno) son llamados metales alcalinos. Todos los metales alcalinos tienden a reaccionar vigorosamente con el agua de las soluciones alcalinas fuertes, por ejemplo.
¿Qué información contiene cada casilla de los elementos químicos?
Propiedades Fisico-químicas
Nombre del elementO
Muchos de los nombres de los elementos químicos vienen de idiomas variados y tienen origen gracias a científicos famosos, nombres mitológicos, o lugares en donde fueron descubiertos. El idioma más común de encontrar en la tabla periódica es el latín, pero a veces también el inglés, francés, ruso e incluso alemán. El nombre de cada elemento servirá para designar un símbolo para su fácil reconocimiento.
símbolo
La mayoría de los símbolos derivan de las letras griegas. La primera letra de los símbolos químicos va en MAYÚSCULA y si existe una segunda letra irá en minúscula.
Masa atómica
También se le llama peso atómico y es está determinada por la suma del número de protones y neutrones que contiene el núcleo en un átomo. Las masas atómicas que aparecen en la tabla periódica son valores promedio que corresponden a la suma de los isótopos de un elementos y es un número decimal.
Número Atómico
Es la cantidad de protones (cargas positivas) que contiene el núcleo del elemento. Se considera un valor entero positivo (+X).
Estado(s) de oxidación
Antes conocidos también como ''valencias''. El estado de oxidación es un indicador del grado de oxidación de un átomo que forma parte de un compuesto u otra especie química, es decir, la oxidación se da cuando un elemento o compuesto pierde uno o más electrones. Esto está muy relacionada a las reacciones Redox y a la estructura electrónica de cada elemento. Dependiendo la cantidad de estados de oxidación el (los) más común(es) se pondrán en negritas o se subrayarán.
configuración electrónica
Indica la manera en la cual los electrones se estructuran, comunican u organizan en un átomo de acuerdo con el modelo de capas electrónicas. Esta configuración determina las propiedades de combinación química de los átomos y por lo tanto su posición en la tabla periódica de los elementos.
propiedades físico-químicas
Son aquellas que se le confieren a cada elemento según ciertas características naturales. Las propiedades físicas son aquellas que se pueden medir sin que se afecte la composición o la identidad de la sustancia. Ejemplo de estas propiedades son la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, entre otras. También existen las propiedades químicas, las cuales se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico, es decir, una transformación de su estructura interna, convirtiéndose en otras sustancias nuevas. Dichos cambios químicos, pueden ser reversibles o irreversibles, cuando éstos últimos ocurren en una sola dirección.