Las propiedades físicas y químicas de los elementos de la tabla periódica moderna exhiben una variación constante a lo largo de los períodos y grupos. Varias propiedades de los elementos, como el número de electrones de valencia, la valencia, el tamaño del átomo y el carácter metálico, varían a medida que se mueve de izquierda a derecha en un período. Estas cualidades cambian a medida que pasa de la parte superior a la inferior de un grupo. Estas propiedades de los elementos de la tabla periódica se analizan con más detalle a continuación.
¿Qué es una tabla periódica moderna?
Se dice que la presente tabla periódica fue inventada por Bohr. También se conoce como la tabla periódica en su forma más grande. Los elementos están organizados en orden de número atómico ascendente en filas horizontales denominadas períodos en la tabla moderna. Otros elementos con el mismo número de electrones de valencia se agrupan debajo de cada elemento para que todos los elementos con el mismo número de electrones de valencia estén en la misma columna vertical, conocida como grupo.
La tabla periódica moderna ordena los elementos según sus números atómicos. “Las propiedades de los elementos son una función periódica de sus números atómicos”, según la ley periódica moderna. Esto significa que los elementos con las mismas propiedades aparecerán a intervalos o períodos regulares si los átomos se organizan en forma tabular por números atómicos crecientes.
Las configuraciones electrónicas de los elementos muestran una periodicidad regular cuando los átomos están organizados por números atómicos crecientes. La periodicidad en las configuraciones eléctricas de los elementos conduce a la periodicidad en las propiedades químicas de los elementos. Las configuraciones electrónicas son similares entre elementos con propiedades químicas similares.
- Períodos : los períodos son las filas horizontales de elementos en una tabla periódica. Hay siete períodos en la tabla periódica. Los números atómicos de los elementos de la tabla periódica son consecutivos. El número de elementos en cada tiempo varía. El número de elementos en un período está determinado por el número máximo de electrones que pueden acomodarse en las distintas capas de un átomo.
- Grupos : los grupos son las columnas verticales de una tabla periódica. En la forma larga de la tabla periódica, hay 18 grupos. Los elementos de un grupo no tienen el mismo número atómico. El grupo 1 está en el lado izquierdo de la tabla periódica, mientras que el grupo 18 está en el lado derecho.
Características de los períodos en una tabla periódica
Moviéndose de izquierda a derecha en un período de la tabla periódica, es decir, moviéndose de izquierda a derecha en una fila horizontal de la tabla periódica, discutiremos la variación de algunas de las propiedades importantes de los elementos, incluido el número de electrones de valencia, valencia, tamaño del átomo y carácter metálico. Estas variaciones se explicarán más adelante.
Electrones de valencia
El número de electrones de valencia en los elementos aumenta de 1 a 8 a medida que avanza un período de izquierda a derecha, mientras que aumenta de 1 a 2 en el primer período.
El elemento sodio (Na) contiene un electrón de valencia en el tercer período, mientras que el elemento argón (Ar) tiene ocho electrones de valencia. El primer elemento de cada período tiene un electrón de valencia y el último elemento de cada período tiene ocho electrones de valencia, con la excepción del primer período, donde el último elemento, el helio (He), tiene solo dos electrones de valencia.
El número de electrones en la capa más externa de un átomo crece de 1 a 8 a medida que las configuraciones electrónicas de los elementos varían con el tiempo. A lo largo del período, el número de electrones de valencia aumenta de 1 a 8. Los números atómicos de los elementos en un período también son consecutivos. Por ejemplo, los elementos del tercer período, desde el sodio hasta el argón, tienen números atómicos que van del 11 al 18.
| Elementos del tercer período | N / A | magnesio | Alabama | Si | PAGS | S | cl | Arkansas |
| Configuraciones electrónicas | 2, 8, 1 | 2, 8, 2 | 2, 8, 3 | 2, 8, 4 | 2, 8, 5 | 2, 8, 6 | 2, 8, 7 | 2, 8, 8 |
| Número de electrones de valencia | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Valencia
La valencia de los elementos aumenta de 1 a 4 y finalmente disminuye a cero a medida que se mueve de izquierda a derecha en un período.
El sodio tiene una valencia de 1, el magnesio tiene una valencia de 2, el aluminio tiene una valencia de 3, el silicio tiene una valencia de 4, el fósforo tiene una valencia de 3, el azufre tiene una valencia de 2, el cloro tiene una valencia de 1 y el argón tiene una valencia de 0 en el tercer período. La valencia aumenta de 1 a 4 y luego disminuye a cero durante un período de izquierda a derecha. La valencia aumenta de 1 en sodio a 4 en silicio en el tercer período de la tabla periódica, luego disminuye a cero en argón. Como resultado, las valencias de los elementos del mismo período difieren. La valencia de un elemento está determinada por el número de electrones perdidos, ganados o compartidos por un átomo para alcanzar la configuración electrónica de gas inerte más cercana.
| Elementos del tercer período | N / A | magnesio | Alabama | Si | PAGS | S | cl | Arkansas |
| Configuraciones electrónicas | 2, 8, 1 | 2, 8, 2 | 2, 8, 3 | 2, 8, 4 | 2, 8, 5 | 2, 8, 6 | 2, 8, 7 | 2, 8, 8 |
| Valencia | 1 | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Tamaño de los átomos
En un período, el tamaño atómico disminuye de izquierda a derecha. El número de protones y electrones aumenta con el tiempo a medida que aumenta el número atómico, por lo tanto, los electrones adicionales se agregan a la misma capa. Los electrones se acercan más al núcleo debido a la fuerte carga positiva en el núcleo, y el tamaño del átomo se reduce. Como resultado, hay una atracción más fuerte hacia el núcleo. Por lo tanto, el tamaño atómico se reduce.
Así, en cualquier período, los átomos de metales alcalinos (litio, sodio, potasio, etc.) en el extremo izquierdo de la tabla periódica son los más grandes, mientras que los átomos de halógeno (flúor, cloro, bromo, etc.) en el extremo derecho de la tabla periódica, excluyendo el gas inerte, son los más pequeños. Sin embargo, el átomo de gas inerte, por otro lado, es más grande que el átomo de halógeno que lo precede.
Carácter Metálico
El carácter metálico de los elementos disminuye a medida que se mueve de izquierda a derecha, mientras que aumenta el carácter no metálico. Los metales en el tercer período incluyen sodio, magnesio y aluminio. El silicio tiene propiedades que se encuentran entre los metales y los no metales, lo que lo convierte en un metaloide. El fósforo, el azufre y el cloro son elementos no metálicos.
Los componentes del extremo izquierdo de un período tienen el carácter más metálico, mientras que los elementos del extremo derecho de un período tienen el carácter más no metálico. Los metales se conocen como elementos electropositivos porque pierden electrones y generan iones positivos.
Los no metales, por otro lado, reciben electrones y crean iones negativos, dándoles el nombre de elementos electronegativos. El tamaño atómico se reduce de izquierda a derecha con el tiempo a medida que aumenta la fuerza de atracción nuclear. Como resultado, es difícil perder electrones de valencia. Por lo tanto, la electropositividad de los metales disminuye con el tiempo. Un átomo no metálico también puede ganar fácilmente electrones.
Como resultado, la electronegatividad de los no metales aumenta con el tiempo. Como resultado, el sodio es el elemento más electropositivo en el tercer período, mientras que el cloro es el más electronegativo.
| Elementos del tercer período | N / A | magnesio | Alabama | Si | PAGS | S | cl |
| Naturaleza de los elementos | Rieles | Metaloide | no metales | ||||
Características de los grupos en una tabla periódica
Moviéndose de arriba hacia abajo en un grupo de la tabla periódica, es decir, moviéndose de arriba hacia abajo en una columna vertical de la tabla periódica, discutiremos la variación de algunas de las propiedades importantes de los elementos, incluido el número de electrones de valencia, valencia, tamaño del átomo y carácter metálico. Estas variaciones se explicarán más adelante.
Electrones de valencia
Cada elemento de un grupo de la tabla periódica tiene el mismo número de electrones de valencia. El litio, el sodio y el potasio, por ejemplo, contienen un electrón de valencia en sus átomos y pertenecen al grupo 1 de la tabla periódica. Los átomos de litio, sodio y potasio pueden perder fácilmente su único electrón de valencia para crear iones de potasio con una unidad de carga positiva, Li, Na y K, respectivamente.
Como resultado, los elementos del grupo 1 son monovalentes con una valencia de 1. En sus átomos, todos los elementos del grupo 2 tienen dos electrones de valencia. A excepción del helio, que tiene solo dos electrones de valencia en su átomo, los elementos del grupo 13 tienen tres elementos de valencia, los elementos del grupo 14 tienen cuatro electrones de valencia, los elementos del grupo 15 tienen cinco electrones de valencia, los elementos del grupo 16 tienen seis electrones de valencia, los elementos del grupo 17 tienen siete electrones de valencia, y los elementos del grupo 18 tienen ocho electrones de valencia. Como resultado, a medida que avanzas en la tabla periódica, el número de electrones de valencia en los elementos permanece igual.
Valencia
Todos los elementos de un grupo tienen la misma valencia porque el número de electrones de valencia que determina la valencia es el mismo. El litio, el sodio y el potasio, por ejemplo, tienen un electrón de valencia, por lo que todos los elementos del grupo 1 tienen la misma valencia de uno.
Los elementos del grupo 1 tienen una valencia de 1, los elementos del grupo 2 tienen una valencia de 2, los elementos del grupo 13 tienen una valencia de 3, los elementos del grupo 14 tienen una valencia de 4, los elementos del grupo 15 tienen una valencia de 3, los elementos del grupo 16 tienen una valencia de 2, los elementos del grupo 17 tienen una valencia de 1 y los elementos del grupo 18 tienen una valencia de 0. Como resultado, la valencia de cada grupo es la misma.
Tamaño de los átomos
El tamaño de los átomos o tamaño atómico crece a medida que uno se mueve hacia abajo en un grupo de la tabla periódica. Cuando procedemos hacia abajo en el grupo 1 de arriba hacia abajo, el tamaño de los átomos aumenta gradualmente de litio a francio. Cada vez que avanzamos desde la parte superior a la inferior de un grupo, se agrega una nueva capa de electrones a los átomos.
Como resultado, la cantidad de capas de electrones en los átomos aumenta constantemente, lo que hace que el tamaño de los átomos también aumente. Entonces, el tamaño atómico más bajo se puede encontrar en la parte superior del grupo, mientras que el tamaño atómico más grande se puede encontrar en la parte inferior. Por ejemplo, en el grupo 1, el litio (Li) es el elemento más pequeño, mientras que el francio (Fr) es el elemento más grande.
| li | átomo más pequeño |
| N / A |
El tamaño atómico aumenta al bajar del grupo |
| k | |
| Rb | |
| cs | |
| fr | átomo más grande |
Carácter Metálico
El carácter metálico de los elementos aumenta a medida que avanza de arriba hacia abajo, mientras que el carácter no metálico disminuye. Los elementos de la mitad inferior del grupo tienen el carácter más metálico. Por ejemplo, la naturaleza metálica del grupo 1 aumenta de litio a francio. Cada vez que bajamos un grupo de la tabla periódica, se agrega una capa de electrones más y el tamaño de los átomos crece.
Los electrones de valencia se alejan más del núcleo, y la retención del núcleo sobre los electrones de valencia se debilita. Como resultado, el átomo puede perder electrones de valencia más rápidamente y crear iones positivos, aumentando su electropositividad. Además, a medida que el tamaño de los átomos crece a medida que avanzan a través del grupo, el núcleo se incrusta más en el átomo. La atracción del núcleo por el electrón entrante disminuye, lo que dificulta que el átomo cree iones negativos y reduce las características electronegativas.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Qué elemento tiene el tamaño más grande en el tercer período?
Responder:
En un período, el tamaño atómico disminuye de izquierda a derecha. Esto indica que el elemento a la izquierda del período es el más grande, mientras que el elemento a la derecha del período es el más pequeño. El elemento de la izquierda en el tercer período es el sodio, por lo que el sodio (Na) tiene el tamaño más grande en el tercer período.
Pregunta 2: ¿Cuál es la tendencia a perder electrones durante un período?
Responder:
La carga nuclear crece a medida que aumenta el número de protones durante un período, y los electrones de valencia son atraídos con más fuerza por el núcleo, lo que dificulta que los átomos pierdan electrones. Como resultado, a medida que un período avanza de izquierda a derecha, la tendencia de los átomos a perder electrones disminuye.
Pregunta 3: ¿Cuáles son los electrones de valencia habituales y la valencia de los elementos del grupo 2?
Responder:
Los elementos del grupo 2 son berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario, radio. Todos estos elementos tienen electrones en su capa más externa, por lo que los electrones de valencia de los elementos del grupo 2 son 2. Como hay dos electrones de valencia, estos elementos pueden perder fácilmente 2 electrones, por lo que la valencia de los elementos del grupo 2 es 2.
Pregunta 4: Un elemento pertenece al grupo 2 de la tabla periódica, ¿este elemento es metal o no metal?
Responder:
El carácter metálico de los elementos disminuye a medida que se mueve de izquierda a derecha en un período. Los componentes del extremo izquierdo de un período tienen el carácter más metálico. Dado que los elementos del grupo 2 están en el lado izquierdo de la tabla, entonces el elemento dado es un metal.
Pregunta 5: El elemento A tiene el número atómico 4, el elemento B tiene el número atómico 8 y el elemento C tiene el número atómico 12. ¿Cuál de estos elementos es miembro del mismo grupo?
Responder:
El número de electrones de valencia de los elementos del grupo es el mismo.
Elementos
Número atómico
Configuración electrónica
A
4
2, 2
B
8
2, 6
C
12
2, 8, 2
Claramente, los elementos A y C tienen 2 electrones de valencia. Por lo tanto, pertenecen al mismo grupo.