Clasificación de elementos

La categorización periódica de elementos es una forma de agrupar elementos en función de sus características, como mantener los elementos que son similares en un grupo y el resto de elementos en el otro. Los elementos se agrupan en la tabla periódica de forma larga en el orden de sus números atómicos. El número atómico de un elemento es igual al número de protones dentro del núcleo de su átomo. La tabla periódica de forma larga tiene las siguientes características:

• La tabla periódica de formato largo tiene 18 columnas verticales y 18 grupos en total.
• Comenzando por la izquierda, estos grupos están numerados del 1 al 18.
• En una tabla periódica de formato largo, hay siete filas horizontales conocidas como períodos. En la tabla periódica de formato largo, esto da como resultado siete períodos.
• Los elementos del grupo principal son los que se encuentran en los Grupos 1, 2 y 13–17. Estos elementos también se denominan elementos típicos, representativos o normales.
• Los elementos de los Grupos 3 a 12 se denominan elementos de transición.
• Los lantánidos son elementos con números atómicos 58 a 71 (Ce a Lu) que existen después del lantano (La). Los actínidos son elementos con números atómicos de 90 a 103 (Th a Lw). Los elementos del bloque F, así como los elementos de transición interna, son los nombres que se les dan a estos elementos.

La categorización periódica de elementos es una forma de agrupar elementos en función de sus características, como mantener los elementos que son similares en un grupo y el resto de elementos en el otro. Se han dejado algunos espacios vacíos en la tabla periódica para acomodar los elementos que se descubrirán en el futuro sin interrumpir la periodicidad de las tendencias de los elementos.

Clasificación de elementos 

La clasificación de elementos es la agrupación de elementos con cualidades comparables. Aunque cada elemento es único, hay algunos puntos en común entre ellos. Los científicos finalmente lograron clasificar los diversos elementos en grupos o familias químicas en función de estas similitudes, lo que permitió agrupar elementos comparables y separar elementos diferentes después de mostrar un grupo. La tabla periódica se forma como resultado de la clasificación de los elementos. Los bloques s, p, d y f dividen la versión larga de la tabla periódica en cuatro secciones.

• Elementos del bloque s

El último electrón en la subcapa s de valencia de la capa de energía más externa se llena en los elementos del bloque s de la tabla periódica. Este bloque tiene solo dos grupos ya que la subcapa s solo puede tener dos electrones (1, 2). Los metales alcalinos son elementos que pertenecen al grupo 1 y tienen una configuración eléctrica ns _{1 .} De manera similar, los metales alcalinotérreos que tienen una estructura eléctrica ns ₂ se encuentran en el grupo 2. Como resultado, los elementos del bloque s son elementos del grupo 1 y 2, como el hidrógeno y el helio, en los que los orbitales s se llenan gradualmente.

La configuración electrónica general de los elementos del bloque s es ns _1-2 (donde n = 2 – 7 ).

• Elementos del bloque p

El último electrón en un elemento del bloque P ingresa a uno de los tres orbitales p de la capa más externa correspondiente. Hay seis grupos en este bloque porque la subcapa p solo puede contener seis electrones (13 a 18). Los elementos representativos son los elementos de la tabla periódica que pertenecen al bloque s y p.

La configuración electrónica general de los elementos del bloque p es ns ₂   np _1-6 (donde n = 2 – 7 ).

• Elementos del bloque d

Los elementos en los que el último electrón entra en cualquiera de los cinco orbitales d de sus respectivas penúltimas capas se denominan elementos del bloque d. El bloque d está organizado en 10 columnas verticales o grupos numerados del 3 al 12 ya que la subcapa d solo puede tener cinco orbitales y diez electrones. Debido a que su estado fundamental tiene orbitales d incompletos, los elementos del bloque d se conocen como elementos de transición.

La configuración electrónica general de los elementos del bloque p es (n–1)d ₁ – 10ns _0–2 (donde n = 4 – 7 ).

• Elementos del bloque f

Los elementos del bloque D son aquellos en los que el electrón final entra en uno de los siete orbitales f de sus respectivas antepenúltimas capas. Todos los elementos del bloque f se dividen en dos series, cada una con catorce elementos: en la primera serie, los electrones se llenan en la subcapa 4f, que se conoce como la serie de los lantánidos (número atómico 5871); en la segunda serie, los electrones se llenan en la subcapa 4f, que se conoce como la serie de los lantánidos. El llenado tiene lugar en la subcapa 5f de la segunda serie, que se conoce como serie de actínidos.

La configuración electrónica general de los elementos del bloque p es (n-2)f ₀ – 14(n-1)d ₀ – 2ns ₂ (donde n = 6 – 7 ).

Ley de las octavas de Newland

En 1864, un químico británico llamado John Newlands buscó combinar los 62 elementos conocidos en ese momento. Los dispuso en orden ascendente en función de sus pesos atómicos y descubrió que cada octavo elemento tenía las mismas propiedades. Como resultado de este descubrimiento nació la ley de las octavas de Newland. La ley de las octavas afirma que cuando los elementos están dispuestos en orden ascendente de sus masas atómicas, cada octavo elemento tiene propiedades similares. Los elementos que tienen propiedades equivalentes según la ley de las octavas de Newland se muestran a continuación.

Newlands contrastó la proximidad de los componentes a las octavas musicales, en las que cada corchea es comparable a la primera. Esta fue la primera vez que a cada elemento se le dio un número atómico. Sin embargo, en la comunidad científica, este método de clasificación de elementos fue recibido con escepticismo. Si bien las propiedades del octavo elemento son similares a las del primero, están ordenadas en orden creciente de sus masas atómicas.

Algunos ejemplos de la ley de las octavas de Newland son,

• El sodio es uno de los ocho elementos del litio. De manera similar, las características químicas de los ocho elementos de sodio son potasio, litio, sodio y potasio.
• El cloro es el octavo elemento después del flúor. El flúor y el cloro tienen características químicas similares.

Cuando los elementos se organizan por masa atómica creciente, la ley de las octavas de Newland establece que las propiedades de cada octavo elemento son las mismas que las del primero.

Limitaciones de la Ley de Octavas de Newland

La ley de las octavas de Newland tiene los siguientes defectos principales.

• Algunos elementos se colocaron juntos en la clasificación periódica de Newland. Por ejemplo, el cobalto y el níquel se colocaron en la misma ranura.
• Las cualidades de los elementos distintivos se agruparon. Los metales como el cobalto, el níquel y el platino, por ejemplo, se clasificaron junto con los halógenos.
• La ley de las octavas de Newland sólo era válida hasta el calcio. Las masas atómicas de los elementos con masas atómicas más altas eran demasiado grandes para caber en octavas.
• El diseño de octava no podía acomodar componentes encontrados más tarde. Como resultado, no había forma de descubrir nuevos elementos usando este esquema de clasificación.
• Newland solo pudo organizar elementos hasta el calcio de los 56 elementos conocidos.
• Después del calcio, cada octavo elemento carecía de cualidades similares al primero.
• Newlands reorganizó el orden actual de los elementos al colocar dos elementos en la misma posición que tienen diferentes propiedades químicas y físicas.
• El hierro, por ejemplo, tiene características similares a las del cobalto y el níquel. El hierro, en cambio, se encuentra alejado de estos elementos.

Ventajas de la Ley de las Octavas de Newland

• Algunas de las ventajas de la ley de las octavas de Newlands son las siguientes:
• Esta ley crea un marco para agrupar objetos con características similares.
• La Ley otorgó al gobierno amplios poderes para compilar todos los datos conocidos en un formato tabular.
• La ley de la octava, desarrollada por Newlands, fue la primera en basarse racionalmente en el peso atómico, relacionando las propiedades de los elementos con sus masas atómicas.
• Este enfoque funcionó considerablemente mejor para las secciones más ligeras. Por ejemplo, se combinaron litio, sodio y potasio. Cada octavo elemento tiene las mismas cualidades que el primero. Los elementos están dispuestos en orden creciente de masa atómica.

Ejemplos de preguntas 

Pregunta 1: ¿Cuáles son los cuatro tipos diferentes de elementos?

Responder:

Los cuatro tipos de elementos son elementos de bloque s, p, d y f.

Pregunta 2: ¿Cuáles son los beneficios de la clasificación de elementos?

Responder:

Permite a los científicos predecir las propiedades de los elementos y compuestos en función de sus posiciones en la tabla periódica y viceversa. Las propiedades relativas de los elementos y sus compuestos de diversas clases se vuelven más fáciles de estudiar, interpretar, comparar y contrastar.

Pregunta 3: ¿Qué es la ley de la octava de Newland? Dé un ejemplo para ilustrar su punto.

Responder:

Cuando los elementos se colocan en secuencia de masas atómicas crecientes, las propiedades del octavo elemento (a partir de un elemento particular) son una repetición de las cualidades del primer elemento, según la ley de las octavas de Newland.

Por ejemplo, si comenzamos con el litio como primer elemento, el octavo elemento es el sodio, que tiene cualidades comparables al litio.

Pregunta 4: ¿Cuáles son las limitaciones de la Ley de Octavas de Newlands?

Responder:

Las siguientes fueron las principales desventajas:

1. Solo se incluyeron elementos con pesos atómicos de hasta 40 u, o hasta calcio. Los elementos primero y octavo no tenían las mismas propiedades que el calcio.
2. Se supuso que solo 63 elementos existían en la naturaleza, y no se predijo que se descubrirían nuevos elementos en un futuro próximo. Sin embargo, la mesa más tarde encontró una serie de nuevos componentes cuyas propiedades no se ajustaban a la ley de la octava.
3. Algunas porciones que son similares se han dividido, mientras que otras que no son comparables se han colocado juntas en la misma columna.
4. Las propiedades del octavo elemento ya no eran idénticas a las del primero cuando se descubrieron los gases nobles. Ahora era el primer y noveno elemento que compartía atributos con otro. Ahora era el primer y noveno elemento que compartía atributos con otro.

Pregunta 5: ¿Por qué todos los elementos de un grupo tienen la misma valencia?

Responder:

La valencia de un elemento es proporcional a la valencia de la configuración electrónica de su átomo. Porque todos los elementos de un grupo tienen la misma configuración de capa de valencia eléctrica. Tienen una valencia similar.