   |
|
|
|
UN
POUCO DE HISTORIA |
No tema anterior xa vimos que existen os átomos. Sabemos como
son, aínda que non os vexamos. Coñecemos de que partículas están formados.
Pero pronto nos demos conta que era necesario ordenalos dalgunha forma.
Como? Hai moitas formas posibles, tamaños, pesos, orde alfabética, etc.
Desde un principio tentouse que esta ordenación tivese
relación coas propiedades que se coñecían en cada elemento. Cando se
ordenaron segundo as súas masas observouse que cada certo número de
elementos as súas propiedades eran semellantes, dando lugar ao que se
chamará a lei periódica. Observa o seguinte vídeo:
A táboa de Dmitri Mendeleiev (1834-1907), que propuxo
en 1869, baseábase en dous criterios: en horizontal os elementos
ordenábanse segundo as súas masas e en vertical segundo as súas
propiedades semellantes. Nalgún caso alterou a orde dos elementos, como
o telurio e o iodo, para que coincidisen debaixo dos elementos semellantes.
Tamén deixou ocos cando o elemento seguinte non coincidía ben coas
propiedades dos elementos do seu grupo. Cando foron descubertos estes
elementos o recoñecemento da táboa de Mendeleiev foi xeneralizado. Este
descubrimento debe ser compartido co alemán Julius Lothar Meyer
(1830-1895) que propuxo de forma independente unha táboa similar.
A importancia da Táboa Periódica de Mendeleiev é enorme, tanto que a seguimos
e seguiremos utilizando no mundo da ciencia. Nela está condensada moita máis
información que a que o mesmo Mendeleiev podíase imaxinar. Pensemos que cando
propón a súa táboa nin sequera coñécense as partículas que forman os átomos:
electróns, protóns e neutróns, que serían descubertas posteriormente. Con todo
seguimos descubrindo utilidades da súa táboa como veremos posteriormente, sen
ela sería case imposible o traballo dos químicos.
|
|
A
TÁBOA PERIÓDICA ACTUAL |
A táboa periódica actual presenta 7 filas horizontais, que chamamos
períodos, e 18 columnas verticais, que chamamos grupos.
Como se chaman os distintos grupos da Táboa Periódica e cantos electróns
de valencia teñen?
Grupo 1: Metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs) 1 e− de valencia.
Grupo 2: Metais alcalinotérreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) 2 e− de
valencia.
Grupos 3 ao 12: Metais de transición.
Grupo 13: Grupo do B (B, Al, Ga, In, Tl) 3 e− de valencia.
Grupo 14: Grupo do C (C, Si, Ge, Sn, Pb) 4 e− de valencia.
Grupo 15: Grupo do N (N, P, As, Sb, Bi) 5 e− de valencia.
Grupo 16: Calcóxenos ou anfíxenos (O, S, Se, Te) 6 e− de
valencia.
Grupo 17: Halóxenos (F, Cl, Br, I) 7 e− de valencia.
Grupo 18: Gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, Xe) 8 e− de valencia.
A maioría dos elementos da Táboa Periódica son metais, os elementos que están
sobre a diagonal que vai do B ao At son semimetais, e os elementos que están á
súa dereita son non metais.
|
|
RELACIÓN
ENTRE A CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA E A TÁBOA PERIÓDICA |
Se esta táboa séguenos sendo tan útil é porque ten relación coa
configuración electrónica dos diferentes átomos. Os gases nobres, que
están no grupo 18, teñen as capas electrónicas completas, iso quere
dicir que o seguinte elemento empeza unha nova capa, e nesta terá un
único electrón, é o que lle pasa aos metais alcalinos. Por iso se
sabemos en que grupo está un elementos sabemos tamén cuantos electróns
ten na última capa. E coñecer estes electróns é moi importante, pois
condicionan as súas propiedades químicas.
Se te fixas na táboa periódica podemos distinguir catro bloques de
elementos. Nesta táboa sinalámolos con distintas cores: cian, gris,
maxenta e tella.
En cor cian temos dous grupos, tantos como electróns caben no orbital
s.
En cor maxenta temos seis grupos, tantos como electróns caben nos
orbitais p.
En cor gris temos dez grupos, tantos como electróns caben nos
orbitais d.
En cor tella temos catorce grupos, tantos como electróns caben nos
orbitais f.
Por tanto se sabemos onde está un elemento podemos saber como acaba a
súa configuración electrónica, e se sabemos como acaba a configuración
electrónica sabemos tamén onde está ese elemento.
1) Cal é o grupo e período do elemento que termina coa seguinte
configuración: [E] = ... 3p1 3p1 3p1
?
Se ten 3 electróns p, para calcular o grupo sumamos 2 do bloque s, 10
do bloque d e 3 do bloque p, en total dános o grupo15. Se o orbital é 3
p pertence ao período 3, por tanto as súas coordenadas son grupo 15 e
período 3.
2) Cal é o grupo e período do elemento que termina coa seguinte
configuración: [E] = ... 4s1?
Se ten 1 electrón s, para calcular o grupo contamos só ese electrón e
dános o grupo 1. Se o orbital é 4 s pertence ao período 4, por tanto as
súas coordenadas son grupo 1 e período 4.
3) En que termina a configuración do elemento que está na
intersección do grupo 2 e o período 3?
Se o elemento está no grupo 2 pertence ao bloque s, se é o grupo 2 a
configuración será s2. Se o período é o 3 o orbital s
pertence á terceira capa, o orbital s será o 3s. Por tanto a
configuración do elemento termina en: [E] = ... 3s2
4) En que termina a configuración do elemento que está na
intersección do grupo 13 e o período 3?
Se o elemento está no grupo 13 pertence ao bloque p, xa que os dous
primeiros grupos pertencen ao bloque s e os dez seguintes grupos ao
bloque d, a partir de aí os grupos pertencen ao bloque p, se é o grupo
13 será o primeiro grupo do bloque p, a configuración será p1. Se o
período é o 3 o orbital p pertence á terceira capa, o orbital p será o 3
p. Por tanto a configuración do elemento será termina en: [E] = ... 3p1
Xa ves, a táboa esconde a configuración electrónica dos elementos. E
esta é moi importante para coñecer o comportamento dos diferentes
elementos. De aquí a importancia da Táboa Periódica, é moito máis que
unha simple ordenación de elementos.
|
|
PROPIEDADES
DOS ELEMENTOS DA TÁBOA PERIÓDICA |
|
Xa vimos que na táboa periódica podemos debuxar unha diagonal entre o
boro e o astato que separa dous grandes tipos de elementos, á esquerda
os metais e á dereita os non metais. Nesa diagonal atópanse elementos
que comparten propiedades cos metais e cos non metais. O último grupo, o
18, é un grupo singular, o dos gases nobres.
Que propiedades teñen os elementos segundo en que zona se atopen?
Empecemos precisamente por estes últimos, os gases nobres.
Tardouse en descubrilos, a finais do século XIX. Curiosamente un deles,
o He, descubriuse antes no Sol que na Terra. Tardouse en descubrilos
porque son moi pouco dados a combinarse con outros elementos. Son moi
estables e non necesitan doutros elementos para estabilizarse. Que os
fai tan estables? A súa diferenza cos demais elementos é que teñen as
capas electrónicas completas, así os elementos que lles seguen, os
metais alcalinos inician unha nova capa. Esta é a razón da súa
estabilidade e axudaranos a entender o comportamento dos demais
elementos, pois todos van tender a conseguir unha configuración como a
dos gases nobres para conseguir estabilidade. Os gases nobres forman
unha pequena fracción do aire, do que se extraen por destilación
fraccionada.
Os metais son o conxunto máis numeroso da táboa periódica,
fórmano elementos con poucos electróns na última capa. Son todos sólidos
menos o mercurio, que é líquido a temperatura ambiente. Nel están
elementos tan cotiáns para nós como o ferro, cobre, zinc, estaño,
aluminio, ouro, prata, etc. Sen eles non poderiamos fabricar máquinas,
non poderiamos construír rañaceos, non poderiamos voar en avións, non
chegaría electricidade ás nosas casas, nin gozariamos do mundo da
electrónica, que tanto nos gusta. Os metais caracterízanse por
propiedades como a condutividade eléctrica e térmica, a ductilidade e a
maleabilidad, e as súas mestura ou aliaxes presentan propiedades que os
fan moi útiles para a fabricación de máquinas. Todas estas propiedades
están relacionadas con esa configuración electrónica da última capa, na
que albergan moi poucos electróns.
Os metais tamén aparecen nos sales, substancias que necesitamos para
vivir, abonar os nosos campos, curar o xamón, ou fabricar medicinas.
Cando forman sales aparecen en forma de ións positivos. Perden eses
poucos electróns de ultímaa capa para conseguir configuración de gas
nobre, que como vimos proporciónalles moita estabilidade.
Á dereita da táboa periódica atopamos os non metais. Son
elementos con moitos electróns na última capa. Neste grupo atopamos
gases como o osíxeno, nitróxeno, flúor ou cloro, e tamén o hidróxeno,
que é un non metal, e que non está moi ben colocado na táboa periódica,
xa que comparte máis propiedades cos elementos da dereita que cos da
esquerda, e por suposto nunca o consideres un metal alcalino, non ten
nada que ver con eles aínda que o colocaramos encima. Atopamos tamén un
líquido a temperatura ambiente, o bromo. Os demais son sólidos como o
carbono, fósforo, xofre, selenio, etc. Os non metais son moi frecuentes
nas moléculas dos seres vivos, que están case formadas en exclusiva por
C, H, N, O, P e S. Tamén é certo que algúns metais son imprescindibles
para a vida como o Fe da hemoglobina ou o Mg da clorofila.
Os non metais ou son gases ou son sólidos quebradizos, pero aparecen
moi frecuentemente formando parte de sales en forma de ións negativos.
Teñen moitos electróns na última capa e tenden a gañar electróns para
completala dando lugar a ións negativos. Tamén poden unirse entre eles
como veremos posteriormente para formar moléculas, que son agregados de
poucos átomos unidos entre se por ligazóns covalentes, nos que os átomos
comparten electróns para manterse unidos. A auga, o alcol, as gasolinas
ou os plásticos son exemplos deste tipo de compostos. En xeral non
conducen a corrente, son illantes da calor e da electricidade, e as súas
propiedades son en grao sumo variado, neles atopamos a todos os gases, a
práctica totalidade dos líquidos, e sólidos tan extraordinarios como o
cuarzo, a fibra de carbono ou o grafeno.
|
|
A
TÁBOA PERIÓDICA NA REDE |
|
Na rede podemos atopar interesantes táboas periódicas como:
Táboa
Periódica de Alonsoformula, pasando o rato sobre cada
elementos aparécennos gran cantidade de datos interesantes dos mesmos.
Tamén tes un libro "Ou nome e ou símbolo dous Elementos Químicos" de M.
R.Bermejo, A. M.González-Noya, M. Vázquez, moi ameno e que nos descobre
de onde veñen os nomes e símbolos dos elementos químicos. Ao final tes
uns exercicios de test para que te poñas a proba do que sabes da Táboa.
The periodic table of the elements,
quizá a mellor e máis completa web sobre a Táboa Periódica.
The Wooden Periodic Table Table by Theodore Gray,
con gran cantidade de fotos dos elementos.
|
|
|
|
