Clasificación periódica de elementos

La tabla periódica moderna se basa en la ley periódica de Mendeleev y la tabla periódica. Mendeleev creó su tabla periódica a finales del siglo XVIII. Los científicos no tenían idea de la estructura interior del átomo en ese momento. El avance de la teoría cuántica y el desarrollo de varios modelos atómicos revelaron que el número atómico es la propiedad más fundamental de un elemento químico. Esto resultó en la modificación de la ley periódica de Mendeleev, ahora conocida como ley periódica moderna. La ley periódica en los tiempos modernos se puede establecer de la siguiente manera:

Las propiedades físicas y químicas de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos.

El número atómico es igual al número de electrones o protones en un átomo neutro. Los científicos ahora tenían una comprensión clara de los números cuánticos y la configuración electrónica de los elementos en la tabla periódica después de aprender sobre la unidad fundamental de los elementos. Después de aprender sobre la ley periódica, los químicos notaron una analogía entre los 94 elementos químicos naturales. Esta analogía despertó el interés de la gente en la química de estos elementos. Los científicos crearon una variedad de elementos artificiales. Se construyó una nueva tabla periódica basada en la ley periódica moderna alterando la tabla periódica de Mendeleev.

Necesidad de la Clasificación Periódica de los Elementos

Los elementos son las unidades básicas que componen toda la materia de nuestro entorno. Anteriormente, solo se descubrieron 31 elementos químicos en 1800. En 1865 se descubrieron alrededor de 63 elementos nuevos. Esto requirió la clasificación periódica de los elementos. Actualmente hay 118 elementos de los que somos conscientes. Los humanos son responsables de la creación de algunos de los 118 elementos químicos.

Clasificación de los Elementos en la Tabla Periódica:

Los elementos de la tabla periódica se pueden clasificar de cuatro maneras en función de sus configuraciones electrónicas:

• Elementos de gases nobles: Los gases nobles son elementos del grupo 18 de la tabla periódica moderna. La configuración electrónica del primer elemento de este grupo (helio) es 1s ² . El resto de elementos (neón, argón, criptón, xenón y radón) tienen una configuración electrónica de capa externa ns ² np ^{6 .} Dado que el octeto de estos elementos está completo, son extremadamente estables.
• Elementos representativos: los elementos del bloque S y del bloque p son ejemplos de elementos representativos. Los elementos de los grupos 1 y 2 se denominan elementos de bloque s (elementos con configuración exterior 1s ² y 2s ^{2 ).} Los grupos 13-17 se conocen como elementos del bloque p (la configuración más externa varía de ns ² np ¹ a ns ² np ⁵ ).
• Elementos de transición: Los elementos de transición son elementos que pertenecen a los grupos 3 a 12 y tienen una configuración electrónica de capa externa de (n-1)d ^1-10 ns ^1-2 . Estos elementos también se conocen como elementos de bloque d.
• Elementos de transición internos: Los elementos de transición internos son las series de los lantánidos y actínidos, que se encuentran en la parte inferior de la tabla periódica. Los orbitales 4f y 5f están parcialmente llenos en estos elementos, lo que les otorga propiedades únicas.

Historia de la Tabla Periódica

La tabla periódica moderna, que estamos estudiando hoy, fue inventada por Dmitri Mendeleev. Mendeleev, sin embargo, no fue el primero en agrupar y ordenar los elementos en forma de tabla periódica. Los siguientes son algunos intentos de clasificar elementos antes del descubrimiento de la tabla periódica moderna. Antoine Lavoisier fue el primero en clasificar los elementos según sus propiedades en 1789. Clasificó los elementos en cuatro grupos: gases, no metales, metales y elementos terrestres.

Döbereiner intentó agrupar elementos en 1829. Clasificó los elementos en tríadas según sus propiedades químicas. El peso atómico del elemento del medio en la tríada es aproximadamente igual al promedio de los pesos atómicos del primer y tercer elemento. Esto también puede ayudar en la definición de las propiedades del elemento intermedio. Por ejemplo, litio, sodio y potasio. La ley de las tríadas no tuvo éxito porque Döbereiner no logró clasificar todos los elementos conocidos en tríadas.

En 1865, John Newland ordenó los elementos en orden ascendente de peso atómico. En el arreglo, descubrió un patrón periódico. Demostró que las propiedades físicas y químicas del octavo elemento son similares a las del primer elemento de esa fila. La generalización de Newlands se conoce como la Ley de las Octavas. Mendeleev no clasificó los elementos en función de sus masas atómicas hasta 1869 cuando los organizó en filas horizontales llamadas períodos y columnas verticales llamadas grupos. Según la ley periódica, las propiedades de los elementos son una función periódica de sus masas atómicas relativas. Mendeleev logró organizar los 63 elementos conocidos en ese momento en una forma tabular con ocho columnas y siete filas. También tenía algunos vacíos que luego se llenaron después de que se descubrieron nuevos elementos.

Mendeleev logró clasificar elementos y demostrar su similitud periódica. Sin embargo, el arreglo tenía algunas fallas que luego fueron descubiertas por el físico inglés Henry Moseley. Henry Moseley demostró que el número atómico, no la masa atómica, determina las propiedades químicas y físicas de los elementos. Reiteró la ley periódica de la siguiente manera: Las propiedades físicas y químicas de un elemento son una función periódica de su número atómico. La ley periódica de Moseley, también conocida como la Ley Periódica Moderna, sentó las bases para la tabla periódica moderna.

Tabla periódica moderna

Actualmente usamos la tabla periódica moderna de elementos. Se basa en el concepto de tabla periódica de Mendeleev, pero los elementos están dispuestos en orden creciente de número atómico en lugar de masa atómica. 

Características de la tabla periódica moderna

• Los elementos están ordenados en orden ascendente de su número atómico.
• Hay siete filas horizontales denominadas períodos y dieciocho columnas verticales denominadas grupos.
• Debido a que tienen la misma cantidad de electrones externos, los elementos de un grupo tienen propiedades físicas y químicas similares. Sin embargo, muestran un cambio gradual a medida que avanzamos de arriba hacia abajo en un grupo.
• Moviéndose de izquierda a derecha, los elementos de un período exhiben un cambio gradual en sus propiedades. A medida que nos movemos de izquierda a derecha, el tamaño atómico disminuye gradualmente.
• En comparación con la tabla periódica de Mendeleev, la tabla periódica moderna contiene más elementos. Actualmente tiene 118 elementos.

Clasificación de los Elementos en la Tabla Periódica

A continuación se presenta la clasificación principal de los elementos en la tabla periódica moderna:

1. Metales alcalinos y alcalinotérreos: los dos primeros grupos del lado izquierdo de la tabla periódica están formados por elementos altamente reactivos (excepto el hidrógeno). La capa de valencia de los elementos del primer grupo contiene un electrón, mientras que la capa de valencia de los elementos del segundo grupo contiene dos electrones.
2. Metales de transición: estos elementos se encuentran en el centro de la tabla periódica y exhiben principalmente propiedades similares a las de los metales. Los metales de transición son elementos que van del grupo 3 al grupo 12. En la parte inferior de la tabla periódica, varios metales de transición se agrupan en dos filas. Estos se conocen como lantánidos y actínidos.
3. Metaloides y no metales: los metaloides generalmente se encuentran en una línea diagonal en el lado derecho de la tabla periódica. Estos son los elementos que separan los metales del lado izquierdo de la tabla periódica de los no metales del lado derecho. Debido a que estos elementos tienen propiedades tanto de metales como de no metales, se los denomina metaloides.
4. Gases nobles: Los gases ocupan el extremo derecho de la tabla periódica. Pertenecen al grupo 18 y tienen ^capas de valencia completamente llenas. Estos gases no reactivos se conocen como gases inertes o nobles.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Quién dio la ley periódica moderna?

Responder:

Dmitri Mendeleev y Lothar Meyer establecieron de forma independiente la ley periódica en 1869. Mendeleev creó la primera tabla periódica, que fue rápidamente seguida por Meyer. Cada uno agrupó los elementos en función de su masa y propuso que esas propiedades se repitieran de forma regular.

Pregunta 2: ¿Cómo se relacionan las tendencias periódicas con la ley periódica?

Responder:

Las tendencias periódicas son patrones comunes en la tabla periódica que nos muestran diferentes aspectos de un elemento, como la electronegatividad, el radio atómico y el poder de ionización. La ley periódica establece que ciertas propiedades de los elementos ocurren regularmente cuando se agrupan por número atómico.

Pregunta 3: ¿Es la masa atómica una propiedad periódica?

Responder:

La masa nuclear cae de arriba hacia abajo y siempre aumenta de izquierda a derecha. Como el número atómico se ha desarrollado como base para organizar los elementos en la tabla periódica, el número atómico siempre aumentará de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.

Pregunta 4: ¿Cuál es la propiedad periódica relativa?

Responder:

Durante un período dado, la configuración eléctrica de la capa de valencia de dos elementos cualesquiera no es la misma. Como resultado, los elementos tienen diferentes propiedades químicas a lo largo del tiempo, con una gradación periódica de izquierda a derecha para sus propiedades físicas. Esto se conoce como la propiedad periódica.

Pregunta 5: ¿Qué tendencias en electronegatividad se pueden ver en la tabla periódica de elementos moderna?

Responder:

La electronegatividad de los elementos aumenta a lo largo de un período (fila) y disminuye a lo largo de un grupo en la tabla periódica moderna (columna). Como resultado, se pronostica que el elemento con la electronegatividad más baja (francio) tendrá la electronegatividad más baja, mientras que se predice que el elemento con la electronegatividad más alta (flúor) tendrá la más alta. Debido a que los gases nobles son relativamente inertes, no se consideran).