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El Sistema Periódico Unidad 4 FRANCISCO JAVIER GORDILLO ORTIZ FÍSICA Y QUÍMICA 3ºESO 2 Contenidos (1) 1.- Primeras clasificaciones de los elementos químicos. 2.- Clasificaciones de Meyer y Mendeleiev. 3.- Clasificación actual de los elementos químicos. 4.- Tabla periódica actual. 4.1. Nombres de grupos principales. 5.- Configuración electrónica (repaso). 5.1. Relación entre la configuración electrónica y su posición en la Tabla. SISTEMA PERIÓDICO DE LOS ELEMENTOS 1 2 3 4 5 6 1 Masa atómica 3 4 5 6 7 8 9 0 11 12 13 14 15 16 17 Número atómico 18 2 7 1 2 H 1’008 He 4’003 10 Ne 20’18 18 Ar 39’95 36 Kr 83’80 54 Xe 131’3 86 Rn (222) 3 4 5 6 7 8 9 Li 6’939 11 Na 23’00 19 K 39’10 37 Rb 85’47 55 Cs 132’9 87 Fr (223) Be 9’012 12 Mg 24’31 20 Ca 40’08 38 Sr 87’62 56 Ba 137’3 88 Ra (226) C 12’01 14 Si 28’09 32 Ge 72’59 50 Sn 118’7 82 Pb 207’2 N 14’01 15 P 30’97 33 As 74’92 51 Sb 121’8 83 Bi 209’0 O 16’00 16 S 32’06 34 Se 78’96 52 Te 127’6 84 Po (210) F 19’00 17 Cl 35’45 35 Br 79’91 53 I 126’9 85 At (210) 68 Er 167’3 100 Fm (257) 69 Tm 168’9 101 Md (258) 70 Yb 173’0 102 No (259) 71 Lu 175’0 103 Lr (262) 21 Sc 44’96 39 Y 88’91 57 La 138’9 89 Ac (227) 22 Ti 47’90 40 Zr 91’22 72 Hf 178’5 104 Rf (261) 23 V 50’94 41 Nb 92’91 73 Ta 180’9 105 Db (262) 24 Cr 52’00 42 Mo 95’94 74 W 183’9 106 Sg 58 Ce 140’1 90 Th 238’0 59 Pr 140’9 91 Pa (231) 60 Nd 144’2 92 U 238’0 (263) 25 Mn 54’94 43 Tc (99) 75 Re 186’2 107 Bh (262) 61 Pm (147) 93 Np (237) 26 Fe 55’85 44 Ru 101’1 76 Os 190’2 108 Hs 27 Co 58’93 45 Rh 102’9 77 Ir 192’2 28 Ni 58’71 46 Pd 106’4 78 Pt 195’1 110 109 Uun Mt (265) (266) (269) 62 Sm 150’4 94 Pu (244) 63 Eu 152’0 95 Am (243) 64 Gd 157’3 96 Cm (247) 29 Cu 63’54 47 Ag 107’9 79 Au 197’0 111 Uuu (271) 30 Zn 65’37 48 Cd 112’4 80 Hg 200’6 B 10’81 13 Al 26’98 31 Ga 69’72 49 In 114’8 81 Tl 204’4 65 Tb 158’9 97 Bk (247) 66 Dy 162’5 98 Cf (251) 67 Ho 164’9 99 Es (252) 3 4 Periodos y grupos. Periodos:Son las filas. Hay 7. Grupos: son las columnas. Hay 18. Los elementos se clasifican en: – Metales (A la izquierda). – No metales (A la derecha). – Semimetales (Situados entre los metales y no metales). – Hidrógeno (Características propias). – Gases nobles (Grupo 18). – Tierras raras (Son dos series de elementos que quedan fuera de la Tabla periódica). Lantánidos Actínidos 5 Metales Grupo más numeroso del sistema periódico. Formado por los grupos del 1-12 del S.P. Poseen brillo metálico. Son sólidos a temperatura ambiente, a excepción del mercurio (Hg). Son maleables y dúctiles. Buenos conductores del calor y la electricidad. Ej) Sodio (Na), calcio (Ca), aluminio (Al), potasio (K), Litio (Li), plata (Ag), hierro (Fe),… Suelen formar cationes: Na+, Ca2+, Al3+, K+, Li+, Ag+, Fe3+, … 6 No metales Grupo situado a la derecha de los metales en el S.P. Son gaseosos o líquidos a temperatura ambiente. Malos conductores del calor y la electricidad. Ej) Carbono (C), nitrógeno (N),. Fósforo (P), oxígeno (O), cloro (Cl), yodo (I),… Suelen formar aniones: N3-, P5- , O2-, Cl-… 7 Semimetales Grupo situado entre los metales y no metales dentro del sistema periódico. Son sólidos a temperatura ambiente. Malos conductores del calor y la electricidad. Ej) Boro (B), silicio (Si), germánico (Ge) y arsénico (As). Forman cationes pero con dificultad. 8 Hidrógeno Elemento con la estructura más simple. Consta únicamente de un protón y un electrón. Presenta características particulares, por lo que no podemos englobarlo dentro de ningún grupo, ni asignarle un lugar en el S.P. Puede formar cationes (H+) o aniones (H-). 9 Gases nobles Grupo situado a la derecha del S.P. En condiciones normales son inertes, no reaccionan con otros elementos ni forman iones. Son gaseosos a temperatura ambiente. Son el helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe) y radón (Rn). 10 Nombres de los grupos principales. Grupo 1: Metales alcalinos. Grupo 2: Metales alcalinos–térreos. Grupos 3–12: Metales de transición. Grupo 13: Metales térreos. Grupo 14: Carbonoideos. Grupo 15: Nitrogenoideos. Grupo 16: Anfígenos. Grupo 17: Halógenos. Grupo 18: Gases nobles. SISTEMA PERIÓDICO DE LOS ELEMENTOS p s 1 2 3 4 5 6 1 Masa atómica 3 4 5 6 7 8 9 0 11 12 13 14 15 16 17 Número atómico 18 2 7 3 4 Li 6’939 11 Na 23’00 19 K 39’10 37 Rb 85’47 55 Cs 132’9 87 Fr (223) Be 9’012 12 Mg 24’31 20 Ca 40’08 38 Sr 87’62 56 Ba 137’3 88 Ra (226) 1 2 H 1’008 He 4’003 10 Ne 20’18 18 Ar 39’95 36 Kr 83’80 54 Xe 131’3 86 Rn (222) d 21 Sc 44’96 39 Y 88’91 57 La 138’9 89 Ac (227) 22 Ti 47’90 40 Zr 91’22 72 Hf 178’5 104 Rf (261) 23 V 50’94 41 Nb 92’91 73 Ta 180’9 105 Db (262) 24 Cr 52’00 42 Mo 95’94 74 W 183’9 106 Sg 58 Ce 140’1 90 Th 238’0 59 Pr 140’9 91 Pa (231) 60 Nd 144’2 92 U 238’0 (263) 25 Mn 54’94 43 Tc (99) 75 Re 186’2 107 Bh (262) 61 Pm (147) 93 Np (237) 26 Fe 55’85 44 Ru 101’1 76 Os 190’2 108 Hs 27 Co 58’93 45 Rh 102’9 77 Ir 192’2 28 Ni 58’71 46 Pd 106’4 78 Pt 195’1 110 109 Uun Mt (265) (266) (269) 62 Sm 150’4 94 Pu (244) 63 Eu 152’0 95 Am (243) 64 Gd 157’3 96 Cm (247) f 5 6 7 8 9 C 12’01 14 Si 28’09 32 Ge 72’59 50 Sn 118’7 82 Pb 207’2 N 14’01 15 P 30’97 33 As 74’92 51 Sb 121’8 83 Bi 209’0 O 16’00 16 S 32’06 34 Se 78’96 52 Te 127’6 84 Po (210) F 19’00 17 Cl 35’45 35 Br 79’91 53 I 126’9 85 At (210) 68 Er 167’3 100 Fm (257) 69 Tm 168’9 101 Md (258) 70 Yb 173’0 102 No (259) 71 Lu 175’0 103 Lr (262) 29 Cu 63’54 47 Ag 107’9 79 Au 197’0 111 Uuu (271) 30 Zn 65’37 48 Cd 112’4 80 Hg 200’6 B 10’81 13 Al 26’98 31 Ga 69’72 49 In 114’8 81 Tl 204’4 65 Tb 158’9 97 Bk (247) 66 Dy 162’5 98 Cf (251) 67 Ho 164’9 99 Es (252) 11 12 Grupo 1: Metales alcalinos. Símbolo Li Na K Rb Cs Fr Elemento Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio Francio Conf. Elect. última capa 2 s1 3 s1 4 s1 5 s1 6 s1 7 s1 13 Grupo 2: Metales alcalinos–térreos. Símbolo Be Mg Ca Sr Ba Ra Elemento Berilio Magnesio Calcio Estroncio Bario Radio Conf. Elect. última capa 2 s2 3 s2 4 s2 5 s2 6 s2 7 s2 14 Grupos 3–12: Metales de transición. Símbolo Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Elemento Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Hierro Cobalto Niquel Cobre Cinc Conf. Elect. última capa 3 d1 4 s2 3 d2 4 s2 3 d3 4 s 2 3 d 4 4 s2 3 d5 4 s2 3 d6 4 s2 3 d 7 4 s2 3 d8 4 s2 3 d9 4 s1 3 d10 4 s2 15 Grupo 13: Metales térreos. Símbolo B Al Ga In Tl Elemento Boro Aluminio Galio Indio Talio Conf. Elect. última capa 2 s 2 p1 3 s 2 p1 4 s 2 p1 5 s 2 p1 6 s 2 p1 16 Grupo 14: Carbonoideos. Símbolo C Si Ge Sn Pb Elemento Conf. Elect. última capa Carbono 2 s 2 p2 Silicio 3 s 2 p2 Germanio 4 s 2 p2 Estaño 5 s 2 p2 Plomo 6 s 2 p2 17 Grupo 15: Nitrogenoideos. Símbolo N P As Sb Bi Elemento Conf. Elect. última capa Nitrógeno 2 s 2 p3 Fósforo 3 s 2 p3 Arsénico 4 s 2 p3 Antimonio 5 s 2 p3 Bismuto 6 s 2 p3 18 Grupo 16: Anfígenos. Símbolo O S Se Te Po Elemento Oxígeno Azufre Selenio Teluro Polonio Conf. Elect. última capa 2 s 2 p4 3 s 2 p4 4 s 2 p4 5 s 2 p4 6 s 2 p4 19 Grupo 17: Halógenos. Símbolo F Cl Br I At Elemento Flúor Cloro Bromo Iodo Astato Conf. Elect. última capa 2 s 2 p5 3 s 2 p5 4 s 2 p5 5 s 2 p5 6 s 2 p5 20 Grupo 18: Gases nobles. Símbolo He Ne Ar Kr Xe Rn Elemento Conf. Elect. última capa Helio 1 s2 Neón 2 s 2 p6 Argón 3 s 2 p6 Kriptón 4 s 2 p6 Xenón 5 s 2 p6 Radón 6 s 2 p6 SISTEMA PERIÓDICO DE LOS ELEMENTOS p s 1 2 3 4 5 6 1 Masa atómica 3 4 5 6 7 8 9 0 11 12 13 14 15 16 17 Número atómico 18 2 7 3 4 Li 6’939 11 Na 23’00 19 K 39’10 37 Rb 85’47 55 Cs 132’9 87 Fr (223) Be 9’012 12 Mg 24’31 20 Ca 40’08 38 Sr 87’62 56 Ba 137’3 88 Ra (226) 1 2 H 1’008 He 4’003 10 Ne 20’18 18 Ar 39’95 36 Kr 83’80 54 Xe 131’3 86 Rn (222) d 21 Sc 44’96 39 Y 88’91 57 La 138’9 89 Ac (227) 22 Ti 47’90 40 Zr 91’22 72 Hf 178’5 104 Rf (261) 23 V 50’94 41 Nb 92’91 73 Ta 180’9 105 Db (262) 24 Cr 52’00 42 Mo 95’94 74 W 183’9 106 Sg 58 Ce 140’1 90 Th 238’0 59 Pr 140’9 91 Pa (231) 60 Nd 144’2 92 U 238’0 (263) 25 Mn 54’94 43 Tc (99) 75 Re 186’2 107 Bh (262) 61 Pm (147) 93 Np (237) 26 Fe 55’85 44 Ru 101’1 76 Os 190’2 108 Hs 27 Co 58’93 45 Rh 102’9 77 Ir 192’2 28 Ni 58’71 46 Pd 106’4 78 Pt 195’1 110 109 Uun Mt (265) (266) (269) 62 Sm 150’4 94 Pu (244) 63 Eu 152’0 95 Am (243) 64 Gd 157’3 96 Cm (247) f 5 6 7 8 9 C 12’01 14 Si 28’09 32 Ge 72’59 50 Sn 118’7 82 Pb 207’2 N 14’01 15 P 30’97 33 As 74’92 51 Sb 121’8 83 Bi 209’0 O 16’00 16 S 32’06 34 Se 78’96 52 Te 127’6 84 Po (210) F 19’00 17 Cl 35’45 35 Br 79’91 53 I 126’9 85 At (210) 68 Er 167’3 100 Fm (257) 69 Tm 168’9 101 Md (258) 70 Yb 173’0 102 No (259) 71 Lu 175’0 103 Lr (262) 29 Cu 63’54 47 Ag 107’9 79 Au 197’0 111 Uuu (271) 30 Zn 65’37 48 Cd 112’4 80 Hg 200’6 B 10’81 13 Al 26’98 31 Ga 69’72 49 In 114’8 81 Tl 204’4 65 Tb 158’9 97 Bk (247) 66 Dy 162’5 98 Cf (251) 67 Ho 164’9 99 Es (252) 21 22 Configuración electrónica Para obtener la configuración electrónica de un elemento se van rellenando los orbitales siguiendo el orden de las flechas, lo que se conoce como diagrama de Moeller. Ejemplo: Escribir la configuración electrónica del oro. Au (Z = 79) Miramos en la tabla periódica el nº atómico (Z) del oro (Au) y vemos que es 79. El nº de electrones si el átomo es neutro será el mismo, es decir 79. Vamos rellenando los orbitales teniendo en cuenta el esquema anterior (Diagrama de Moeller) 23 24 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 9 2 PERIODO 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d10 4 s2 p6 d10 f14 5 s2 p6 d9 6 s2 GRUPO Relación entre configuración electrónica y la posición en la Tabla periódica de un elemento. d Au 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d10 4 s2 p6 d10 f14 5 s2 p6 d9 6 s2 26 Actividades: Escribir la configuración electrónica del níquel (Ni) Z = 28, del yodo (I) Z = 53 y del bario (Ba) Z = 56. 27 (Ni) Z = 28 2 PERIODO 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d8 4 s2 GRUPO 2 6 2 6 2 8 28 Relación entre configuración electrónica y la posición en la Tabla periódica de un elemento. d Ni 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d8 4 s2 29 (I) Z = 53 2 2 6 2 6 10 2 6 10 2 5 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d10 4 s2 p6 d10 f14 5 s2 p5 30 Relación entre configuración electrónica y la posición en la Tabla periódica de un elemento. p I 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d10 4 s2 p6 d10 f14 5 s2 p5 31 (Ba) Z = 56 2 2 6 2 6 10 2 6 10 2 6 2 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d10 4 s2 p6 d10 f14 5 s2 p6 d9 6 s2 32 Relación entre configuración electrónica y la posición en la Tabla periódica de un elemento. Ba 1 s2 2 s2 p6 3 s2 p6 d10 4 s2 p6 d10 f14 5 s2 p6 d9 6 s2 33 Enlaces de interés a la unidad. Sistema periódico interactivo. Sistema periódico interactivo II.