4.-Propiedades periódicas y sus variaciones en la tabla.

Los conceptos teóricos que se exponen a continuación,   son, simplemente, un recordatorio del trabajo previo de aprendizaje del tema, que debe haber sido realizado en el aula y, en ningún caso un sustitutivo de dicho proceso.

	CONCEPTOS PREVIOS
¿Qué son?
Son propiedades que presentan los elementos químicos y que se repiten secuencialmente en la tabla periódica. Por la colocación en la misma de un elemento, podemos deducir que valores presentan dichas propiedades así como su comportamiento químico.
Su estudio en la tabla
Tal y como hemos dicho, vamos a encontrar una periodicidad de esas propiedades en la tabla. esto supone, por ejemplo, que la variación de una de ellas en los grupos va a responder a una regla general. Esto nos permite, al conocer estas reglas de variación, cual va a ser el comportamiento químico de un elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera, de sus propiedades periódicas.
Principales propiedades periódicas
Hay un gran número de propiedades periódicas. Entre las más importantes destacaríamos:
- Estructura electrónica: distribución de los electrones en los orbitales del átomo
- Potencial de ionización: energía necesaria para arrancarle un electrón.
- Electronegatividad: mide la tendencia para atraer electrones.
- Afinidad electrónica: energía liberada al captar un electrón.
- Carácter metálico: define su comportamiento metálico o no metálico.
- Valencia iónica: número de electrones que necesita ganar o perder para el octete.

3.-Carga nuclear efectiva y reactividad.

La carga nuclear efectiva es la carga positiva neta experimentada por un electrón en un átomo polielectrónico. El término "efectiva" se usa porque el efecto pantalla de los electrones más cercanos al núcleo evita que los electrones en orbitales superiores experimenten la carga nuclear completa. Es posible determinar la fuerza de la carga nuclear observando el número de oxidación del átomo.

En un átomo con un electrón, el electrón experimenta toda la carga del núcleo positivo. En este caso, la carga nuclear efectiva puede ser calculada usando la ley de Coulomb.

Sin embargo, en un átomo con muchos electrones, los electrones externos son, simultáneamente, atraídos al núcleo debido a su carga positiva, y repelidos por los electrones cargados negativamente. La carga nuclear efectiva en un electrón de este tipo de átomo está dada por la siguiente ecuación:

${\displaystyle Z_{\mbox{eff}}=Z-S}$

donde

Z es el número atómico, y define tanto el número de protones en el núcleo como el total de electrones de un átomo.

S es la constante de pantalla, depende del número de electrones entre el núcleo y el electrón considerado, y también en qué tipo de orbital se encuentran los electrones que restan carga nuclear.No contribuyen los electrones exteriores al nivel energético considerado, pero sí el resto de los vecinos del mismo nivel.

S puede determinarse mediante la aplicación sistemática de varios conjuntos de reglas, el método más simple es conocido como las reglas de Slater (en honor a John C. Slater).

Nota: Z_eff también suele ser representado como "Z* ". La idea de la carga nuclear efectiva es muy útil para entender cómo se modifican a lo largo de la T.P. los alcances de losorbitales atómicos, las variaciones de las energías de ionización , afinidades electrónicas y la electronegatividad, en general, para entender las propiedades periódicas.

"Una forma de mostrar el apantallamiento de los electrones es analizar el valor de la energía requerida para quitar un electrón de un átomo polielectrónico. Las mediciones muestran que se requiere 2373 KJ de energía para remover el primer electrón de 1 mol de átomo de He y 5248 KJ de energía para remover el electrón restante de un mol de iones de He+. La razón por la cual se requiere menos energía en el primer paso es que la repulsión electrón-electrón, o el apantallamiento, provoca una reducción en la atracción del núcleo sobre cada electrón. En el He+ hay presente un solo electrón así que no hay apantallamiento y el electrón siente el efecto total de la carga nuclear +2. Por consiguiente se requiere de mucho más energía para quitar el segundo electrón."

En química, la reactividad de una especie química es su capacidad para reaccionar en presencia de otras sustancias (de diferente dominio químico) químicas o reactivos. Se puede distinguir entre la reactividad termodinámica y la reactividad cinética. La primera distingue entre si la reacción está o no favorecida por entalpía (competencia entre energíay entropía), es decir si es una reacción espontánea o no. La segunda decide si la reacción tendrá lugar o no en una escala de tiempo dada.

De esta forma, existen reacciones termodinámicamente favorables pero cinéticamente impedidas, como la combustión de grafito en presencia de aire. En casos así, la reacción se dará de una forma muy lenta o, directamente, no se producirá. Si una reacción se encuentra bloqueada cinéticamente, es posible lograr que se produzca alterando las condiciones de reacción o utilizando un catalizador.

La química orgánica y la química inorgánica estudian la reactividad de los distintos compuesto. La fisicoquímica trata de calcular o predecir la reactividad de los compuestos, y de racionalizar los mecanismos de reacción.

2.-Tabla periódica actual.
La tabla periódica de los elementos es una disposición de los elementos químicos en forma de tabla, ordenados por su número atómico (número de protones), por su configuración de electrones y sus propiedades químicas. Este ordenamiento muestra tendencias periódicas, como elementos con comportamiento similar en la misma columna.
En palabras de Theodor Benfey, la tabla y la ley periódica «son el corazón de la química —comparables a lo que la teoría de la evolución en biología (que sucedió al concepto de la Gran Cadena del Ser) y las leyes de latermodinámica en la física clásica».Dmitri Mendeléyev publicó en 1869 la primera versión de tabla periódica que fue ampliamente reconocida. La desarrolló para ilustrar tendencias periódicas en las propiedades de los elementos entonces conocidos, al ordenar los elementos basándose en sus propiedades químicas,² si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.³ Mendeléyev también pronosticó algunas propiedades de elementos entonces desconocidos que anticipó que ocuparían los lugares vacíos en su tabla. Posteriormente se demostró que la mayoría de sus predicciones eran correctas cuando se descubrieron los elementos en cuestión.Se han descubierto o sintetizado todos los elementos de número atómico del 1 (hidrógeno) al 118 (ununoctium); la IUPAC confirmó los elementos 113, 115, 117 y 118 el 30 de diciembre de 2015.⁵ Los primeros 94 existen naturalmente, aunque algunos solo se han encontrado en cantidades pequeñas y fueron sintetizados en laboratorio antes de ser encontrados en la naturaleza.^{n. 1} Los elementos con números atómicos del 95 al 118 solo han sido sintetizados en laboratorios. Allí también se produjeron numerososradioisótopos sintéticos de elementos presentes en la naturaleza. Los elementos del 95 a 100 existieron en la naturaleza en tiempos pasados pero actualmente no.⁶ La investigación para encontrar por síntesis nuevos elementos de números atómicos más altos continúa.









2.1.-Ley de Moseley.

La ley de Moseley es una ley empírica que establece una relación sistemática entre la longitud de onda de los rayos X emitidos por distintos átomos con su número atómico. Fue enunciada en 1913 por el físico británico Henry Moseley. Tuvo una gran importancia histórica, pues hasta ese momento, el número atómico era sólo el lugar que ocupaba un elemento en la tabla periódica. Dicho lugar había sido asociado a cada elemento de modo semi-arbitario por Mendeleiev y estaba relacionado cuantitativamente con las propiedades de los elementos y sus masas atómicas.

En 1913-1914, Moseley realizó una serie de experimentos donde confirmaba el modelo de Bohr para energías de rayos X a partir de la medición de las frecuencias que surgen de las transiciones electrónicas de átomos pesados. En términos de la frecuencia del rayo X (${\displaystyle \nu }$) y en forma más general, se encuentra que los datos experimentales obtenidos por Moseley se ajustan a una gráfica lineal dentro de la precisión experimental, teniendo que:

${\displaystyle {\sqrt {\nu }}=C(Z-\sigma )}$

donde ${\displaystyle \sigma }$ y C son constantes que dependen del tipo de serie de espectros.

A la ecuación anterior se le denomina ley de Moseley.

1.-Clasificaciones periódicas.
La primera clasificación basada en las masas atómicas fue elaborada por Johan Wolfang Döbereiner (1780 – 1849), quien en 1817 propuso que existía una sencilla relación numérica entre las masas atómicas de los elementos con propiedades semejantes. Otra clasificación basada en las masas atómicas fue la elaborada por John Newlands (1837-1898). Él encontró que si se ordenaban las masas atómicas en orden creciente, la masa de cada octavo elemento estaba relacionada al primer elemento del grupo. A partir de esta clasificación se obtuvieron valores casi exactos de las masas atómicas, lo cual para la época era bastante relevante. Con todas estas clasificaciones empezó a ser evidente que los elementos podían acomodarse, de manera sencilla, con base en su masa atómica relativa; y también se encontró que estos acomodos tenían mucho que ver con las propiedades de las sustancias. Es decir, empezó a ser claro que la estructura de los átomos de cada elemento determinaba, de alguna forma, las propiedades de la sustancia que en conjunto formaban esos átomos. Lo anterior se muestra con la clasificación propuesta por William Odling, la cual estaba basada en algunas propiedades, denominadas naturales, de los elementos. Estas propiedades son volúmenes atómicos (el cual se determinaba dividiendo la masa atómica entre la densidad del elemento), acidez o basicidad de sus óxidos, etc. De esta forma Odling obtuvo los siguientes grupos naturales:



Berzelius planteó una hipótesis que ahora sabemos que estaba equivocada: en dónde postuló que no podían existir moléculas formadas por átomos iguales. Sin embargo, gracias a la insistencia del químico Italiano Stanislao Cannizaro (1826 – 1910), durante el primer congreso de Química celebrado en Karlsruhe, Alemania, en 1860, que se llegó a un acuerdo sobre la existencia de moléculas formadas por átomos iguales, como el oxígeno (O2) o el nitrógeno (N2). Las contribuciones de Cannizaro fueron tomadas en cuenta por químicos muy importantes, entre ellos el químico ruso Dimitri Mendeleiev (1834 – 1907) y el químico alemán Julios Lothar Meyer (1830 – 1895). Estos dos químicos son famosos por haber propuesto un sistema de periodos para ordenar los elementos (algo que resulta curioso es que sus propuestas son muy parecidas y las hicieron casi en las mismas fechas, sin haber estado en contacto entre ellos).

Utilizando las masas atómicas relativas, y unificándolas con base en el hidrógeno y también en las propiedades físicas (como el volumen atómico, el color y la gravedad específica) y químicas, Mendeleiev ordenó a los elementos en ocho grupos, según se observa en la siguiente tabla: Tabla periódica de Mendeleiev. 1860
 

Si te fijas bien, en la parte superior de cada columna se indica el tipo de óxido que conforma cada elemento y, en algunos casos, también se indica el tipo de especie que forma cuando reacciona con hidrógeno. Algo muy importante que hizo Mendeleiev, y de ahí lo valioso de su tabla, fue la predicción de la existencia de elementos no conocidos hasta entonces. Es decir, no sólo predijo el lugar que les correspondería en la tabla sino que les dio valores para la gravedad específica, el volumen atómico y su masa atómica. Aunque no todas las predicciones de Mendeleiev fueron acertadas, hay tres que son de gran trascendencia y que se muestran a continuación.


1.1.-Sistema periódico de Mendeleiev.
Fue un químico ruso, célebre por haber descubierto el patrón subyacente en lo que ahora se conoce como la tabla periódica de los elementos.Su  investigación principal fue la que dio origen a la enunciación de la ley periódica de loselementos, base del sistema periódico que lleva su nombre. En 1869publicó su libro Principios de la química, en el que desarrollaba la teoría de la tabla periódica.El sisftema periódico es la clasificación de todos los elementos químicos, naturales o creados artificialmente. A medida que se perfeccionaron los métodos de búsqueda, el número de elementos químicos conocidos fue creciendo sin cesar y surgió la necesidad de ordenarlos de alguna manera. Se realizaron varios intentos, pero el intento decisivo lo realizó Mendeléyev, que creó lo que hoy se denomina sistema periódico.

1.2.-Triadas de Dobereiner(1829).
Döbereiner descubrió tendencias en ciertas propiedades de grupos seleccionados de elementos. Por ejemplo, la masa atómica media de litio y potasio estaba cerca de la masa atómica de sodio. Un patrón similar se encontró con el calcio, estroncio y bario, con azufre, selenio, y telurio, y también con cloro, bromo, y yodo. Además, las densidades para algunas de estas tríadas siguieron un patrón similar.Döbereiner intentó relacionar las propiedades químicas de dichos elementos (y de sus compuestos) con los pesos atómicos, observando una gran analogía entre ellos, y una variación gradual del primero al último, dando a entender que los elementos de la tabla periódica tienen cierta relación entre sí debido a la similitud entre sus propiedades y compuestos Ω.

En su clasificación de las tríadas, Döbereiner explicaba que el peso atómico promedio de los pesos de los elementos extremos, es parecido al peso atómico del elemento de en medio. Por ejemplo, para la triada cloro, bromo, yodo, los pesos atómicos son aproximadamente 35, 80 y 126; si sumamos 35 + 126 y dividimos entre 2, obtenemos 80 (aproximadamente), y si se busca en la tabla periódica de los elementosactual el elemento con el peso atómico de 80 es el bromo, lo cual hace que concuerde un aparente ordenamiento de triadas.

1.3.-Anillo de Chancourtois.

El creó la tabla periódica. En 1862, Chancourtois construyó una hélice de papel, en la que estaban ordenados por pesos atómicos (masa atómica) los elementos conocidos, arrollada sobre un cilindro vertical. Se encontraba que los puntos correspondientes estaban separados unas 16 unidades. Los elementos similares estaban prácticamente sobre la misma generatriz, lo que indicaba una cierta periodicidad, pero su diagrama pareció muy complicado y recibió poca atención.

En 1864, Chancourtois y el químico inglés Newlands, anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a existir.

1.4.-Octavas de Newlands(1864).

fue unquímico analítico inglésque preparó en 1864 una tabla periódica de los elementos establecida según susmasas atómicas, y que señaló la ley de las octavas según la cual cada ocho elementos se tienen propiedades similares. A esto lo ayudó su bagaje musical. Fue ridiculizado en ese tiempo, pero cinco años después el químico rusoDmitri Mendeléyevpublicó (independientemente del trabajo de Newland) una forma más desarrollada de la tabla, también basada en las masas atómicas, que es la base de la usada actualmente (establecida por orden creciente de números atómicos).

Tabla periódica contenidos.

1.-Primeras clasificaciones periódicas.
1.1.-Sistema periódico de Mendeleiev.
1.2.-Triadas de Dobereiner (1829).
1.3.-Anillo de Chancourtois (1862).
1.4.-Octavas de Newlands (1864).
2.-La tabla periódica actual.
2.1.-lEY DE mOSELEY.
3.-Carga nuclear efectiva y reactividad.
4.-Propiedades periódicas y sus variación en la tabla.
4.1.-Tamaño de los átomos:Radio atómico e iónicos.
4.2.-Energía de ionizacioón.
4.3.-Afinidad electrónica.
4.4.-Electronegatividad y carácter metálico.

Colegio de bachilleres del estado de Chihuahua.
Plantel 7.




Química.
Bloque 4:Interpretas la tabla periódica.

Atributos:




Objetos de aprendizaje:
1.-Primeras clasificaciones periódicas.
1.1.-Sistema periódico de Mendeleiev.
1.2.-Triadas de Dobereiner (1829).
1.3.-Anillo de Chancourtois (1862).
1.4.-Octavas de Newlands (1864).
2.-La tabla periódica actual.
2.1.-lEY DE mOSELEY.
3.-Carga nuclear efectiva y reactividad.
4.-Propiedades periódicas y sus variación en la tabla.
4.1.-Tamaño de los átomos:Radio atómico e iónicos.
4.2.-Energía de ionizacioón.
4.3.-Afinidad electrónica.

4.4.-Electronegatividad y carácter metálico.



Integrantes:
Lomeli Albino Daniel.
Rascon Diaz Octavio.
Loera Rivera Jesus Salvador.
Soto Sacramenteo Andres.