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QUÍMICA GENERAL
Tutora Olga Piedad Aguirre
Todos los días vemos a nuestro
alrededor muchos materiales con
formas diversas. Para un científico,
este material es materia. Hay
materia en todas partes a tu
alrededor: el jugo de naranja que
desayunas, el agua que pones en la
cafetera, la hoja de aluminio con
que envuelves tu sánduche, tu
cepillo de dientes y el dentífrico, el
oxígeno que inhalas y el dióxido de
carbono que exhalas, son formas de
materia.
Cuando observamos a nuestro
alrededor, vemos que la materia
tiene la forma física de un sólido,
líquido o gas. Un ejemplo familiar es
el agua, un compuesto que existe
en los tres estados. En un cubo de
hielo o una pista de hielo, el agua
está en estado sólido. El agua es un
líquido cuando sale de un grifo o se
llena una alberca. El agua forma un
gas cuando se evapora de las ropas
húmedas o hierve en un sartén. Las
sustancias cambian de estado al
perder o ganar energía. Por
ejemplo, se
Materia
MATERIA
Sesión N° 1
necesita energía para fundir cubos
de hielo y para hervir el agua en una
tetera. En contraste, se libera
energía cuando el vapor de agua
(gas) se condensa en líquido y el
agua líquida se congela en una
cubeta de hielo.
Más importante todavía es que
nosotros
implicamos
energía.
Usamos energía cuando hablamos,
jugamos tenis, estudiamos y
respiramos.
También
cuando
calentamos agua, cocinamos los
alimentos, encendemos las luces,
usamos computadoras o una
lavadora
o
conducimos
un
automóvil. Desde luego, dicha
energía tiene que venir de algún
lado. En nuestros cuerpos, los
alimentos que comemos nos la
proporcionan. Si no comemos
durante un tiempo, se nos acaba la
energía. En las casas, escuelas y
automóviles,
la
quema
de
combustibles fósiles como el
petróleo, el propano o la gasolina
proporcionan energía.
Sustanci
as puras
Elemento
s
Mezcla
s
Compues
tos
Homogén
eas
Heterogéne
as
Averigua las definiciones de los siguientes términos
MATERIA: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, se encuentra en
constante movimiento y transformación mediante fenómenos físicos y
químicos, principalmente. Su existencia es independiente de nuestros sentidos
y el hombre.
SUSTANCIA PURA: Las sustancias puras tienen una composición fija
(uniforme e invariable) y sus propiedades químicas y físicas son las mismas sin
importar su procedencia.
Se distinguen por sus propiedades características.
Poseen una densidad determinada y sus puntos de fusión y ebullición son fijos,
propios y no dependen de los tratamientos anteriores, métodos de preparación,
etc.
Las sustancias puras se dividen en dos grupos, que son los elementos y
los compuestos.
 LOS ELEMENTOS: Son sustancias formadas por un solo tipo de átomos
y que no pueden ser descompuestas o dividas en sustancias más
simples por medios químicos ordinarios.
 LOS COMPUESTOS: Son sustancias formadas por dos o más
elementos unidos químicamente, por lo que para separarlos se
necesitan procesos bastante energéticos.
MEZCLA: Es un sistema material formado por dos o más sustancias puras
pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción
química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades
químicas.
 MEZCLA HOMOGÉNEA: La mezcla homogénea es aquella en la que
sus componentes no se perciben a simple vista, ni siquiera con la ayuda
del microscopio. Su raíz "homo" significa semejanza de procrear de sí
mismo. Está formada por un soluto y un solvente.
 MEZCLA HETEROGÉNEA: Una mezcla heterogénea es aquella que
posee una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a
simple vista sus componentes y está formada por dos o más sustancias,
físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una
mezcla heterogénea pueden separarse mecánicamente. Por ejemplo,
las ensaladas, o la sal mezclada con arena.
IDENTIFICA: Según tu consulta a qué tipo de materia corresponde cada
recuadro; elemento, compuesto, mezcla
MEZCLA HETEROGÉNEA
PURA
MEZCLA HOMOGÉNEA
SUSTANCIA
Averigua propiedades de la materia:
PROPIEDADES FÍSICAS: Las Propiedades Físicas de la Materia son aquellas
en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus
moléculas no se modifican (Masa, Peso, Volumen y Densidad). La forma en
que se comporta cualquier tipo de materia depende de cómo se hallan unidos
entre sí los átomos de esa materia. Cada propiedad de la materia se halla
relacionada con los átomos como muestra la siguiente lista: presión del aire y
del agua flotabilidad adhesión y cohesión tensión superficial elasticidad
compresibilidad fuerza tensora osmosis difusión capilaridad
PROPIEDADES QUÍMICAS: Propiedades químicas Son aquellas propiedades
distintivas de las sustancias que se observan cuando reaccionan, es decir,
cuando se rompen o se forman enlaces químicos entre los átomos
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Acidez
Afinidad electrónica
Alcalinidad
Alotropía
Anfoterismo
Aquiralidad
Calor de combustión
Composición centesimal
Concentración
Conductividad molar
Descenso crioscópico
Electrófilo
Electronegatividad
Energía de activación
Entalpía de formación
Entropía de formación
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Estado de oxidación
Estereoquímica
Fosforescencia
Fundente
Hidrófilo
Hidrófobo
Higroscópico
Hipertónico
Hipotónico
Isotónico
Lipófilo
Masa atómica
Masa molar
Masa molecular
Metaestabilidad
Molecularidad
Momento dipolar químico
Número atómico
Osmolaridad
Peso molecular medio por partícula
Polaridad (química)
Potencial químico
Punto crítico
Punto de inflamabilidad
Punto de inflamación
Punto isoeléctrico
Quimioluminiscencia
Quiralidad (química)
Solubilidad
Sustancia vesicante
Tipo de enlace químico
Volumen molar
ÁTOMOS Y ELEMENTOS
Toda la materia está compuesta de elementos, de los que hay
aproximadamente 110 tipos diferentes. De los 88 elementos que se presentan
en la naturaleza, uno o más se usan para conformar todas las sustancias en el
universo. Muchos elementos ya te son familiares. Tal vez uses el aluminio en
forma de hojas o bebas un refresco de una lata de aluminio. Es posible que
tengas un anillo o collar hecho de oro, plata o platino. Si juegas tenis o golf, tu
raqueta o palos podrían ser de titanio o carbono. En el cuerpo, el calcio y el
fósforo forman la estructura de huesos y dientes; el hierro y el cobre son
necesarios en la formación de células sanguíneas rojas, y el yodo se requiere
para el adecuado funcionamiento de la tiroides.
Averigua:
El origen de los nombres de los elementos y los conceptos:
Lugares y similares:
Relacionados
sus características:
Magnesio (Mg): de Magnesia (comarca
de
Tesalia-Grecia).
Scandio
(Sc): de Scandia (Escandinavia).
Cobre
(Cu): de cuprum (Chipre).
Galio
(Ga): de Gallia (Francia).
Germanio
(Ge): de Germania (Alemania).
Selenio
(Se): de Selene (la
Luna).
Estroncio (Sr): de Strontian (ciudad de
Escocia).
Itrio (Y): de Ytterby (pueblo de Suecia).
Rutenio (Ru): del latín Ruthenia (Rusia).
Terbio (Tb): de Ytterby (pueblo de
Suecia).
Europio
(Eu): de
Europa.
Holmio
(Ho): del
latín
Holmia
(Estocolmo).
Tulio (Tm): de Thule (nombre antiguo
de
Escandinavia).
Lutecio (Lu): de Lutetia (antiguo
nombre
de
Pans).
Hafnio (Hf): de Hafnia (nombre latino de
Copenhague).
Polonio (Po): de Polonia (en honor de la
científica
polaca
Marie
Curie).
Francio
(Fr): de
Francia.
Americio
(Am): de
América.
Berkelio (Bk): de Berkeley (universidad
de
California).
Californio
(Cf): de
California.
Renio (Re): del latín Rhenus (Rin).
Relacionados
asteroides:
con planetas
y
Mercurio (Hg): del planeta Mercurio.
Dioscórides lo llamaba plata acuática (en
griego hydrargyros): hydra=agua, gyros=
plata.
Uranio
(U): del
planeta
Urano.
Neptunio (Np): del planeta Neptuno.
Plutonio (Pu): del planeta Plutón.
Cerio (Ce): por el asteroide Ceres.
Titanio (Ti): de los Titanes (los primeros
hijos de la Tierra según la mitología
con
Berilio (Be): de berilo (esmeralda
de
color
verde).
Hidrógeno (H): engendrador de
agua.
Nitrógeno (N): engendrador de
nitratos
(nitrum)
Oxígeno (O): formador de ácidos
(oxys)
Cloro
(Cl): del
griego chloros (amarillo verdoso).
Argón (Ar): de argos (inactivo).
Cromo
(Cr): del
griego chroma (color).
Manganeso
(Mg): de magnes (magnético).
Bromo
(Br): del
griego bromos (hedor,
peste).
Zinc
(Zn): del
aleman zink (origen
oscuro).
Arsénico
(As): arsenikon,
oropimente
amarillo
(auripigmentum).
Zirconio
(Zr): del
árabe zargun (color
dorado).
Rubidio
(Rb): de rubidius (rojo
muy
intenso).
Rodio
(Rh): del
griego rhodon (color
rosado).
Yodo
(I): del
griego iodes (violeta).
Indio (In): debido al color índigo
(añil) que se observa en su
espectro.
Cesio
(Cs): de caesius (color
azul
celeste).
Disprosio
(Dy): del
griego dysprositos (volverse
duro).
Osmio
(Os): del
griego osme (olor).
Iridio
(Ir): de
arco
iris.
Platino (Pt): por su similitud a la
plata (cuando en 1748 el español
don Antonio de Ulloa lo encontró
en
una
expedición
por
griega).
Sudamérica lo llamó "platina").
Oro
(Au): de aurum (aurora
resplandeciente).
Talio (Tl): del griego thallos
(vástago
o
retoño
verde).
Bismuto (Bi): del alemán weisse
masse (masa
blanca).
Astato
(At): del
griego astatos (inestable).
Radón (Rn): radium emanation
(emanación
radioactiva).
Radio
(Ra): del
latín radius (rayo).
Actinio
(Ac): del
griego aktinos (destello o rayo).
Volframio o Tungsteno (W): del
inglés wolfrahm y el sueco tung
sten (en ambos, piedra pesada).
Bario
(Ba): del
griego barys (pesado).
Praseodimio
(Pr): de prasios (verde)
y didymos (gemelo).
Otros:
Helio (He): de la atmósfera del sol
(helios).
Litio
(Li): de lithos (roca).
Boro
(B): del
árabe buraq.
Carbono
(C): carbón.
Fluor
(F): de fluere.
Neón (Ne): del griego neos (nuevo).
Sodio
(Na): Del
latín sodanum (sosa); Na proviene del
latínnatrium (nitrato
de
sodio).
Aluminio
(Al): del
latín alumen.
Silicio
(Si): de silex (sílice).
Fósforo (P): de phosphoros (portador
de
luz).
Azufre
(S): del
latín sulphurium.
Potasio
(K): del
inglés pot
ashes (cenizas). K proviene de kalium.
Calcio
(Ca): de
calx
(caliza).
Hierro
(Fe): de ferrum.
Cobalto (Co): de cobalos (mina).
También se asegura que es el
nombre de un espíritu maligno de
la
mitología
alemana.
Niquel
(Ni): del
alemán kupfernickel (kupfer,
cobre; nickel,
demonio).
Kriptón
(Kr): del
griego kryptos (oculto, secreto).
Molibdeno
(Mo): de molybdos (plomo).
Tecnecio
(Tc): de technetos (artificial).
Plata (Ag): del latín argentum.
Cadmio
(Cd): del
latín cadmia (carbonato de zinc).
Estaño (Sn): del latín stannum.
Antimonio
(Sb): de antimonium; Sb proviene
de stibium.
Teluro
(Te): de Tellus (tierra).
Xenon
(Xe): del
griego xenon (extraño,
raro).
Lantano
(La): del
griego lanthanein (yacer oculto).
Neodimio
(Nd): de neosdydmos (nuevo
gemelo).
Plomo (Pb): del latín plumbum.
Protoactinio
(Pa): de protos (primero)
y actinium.
Referentes a la mitología:
Nombres de científicos:
Vanadio
(V): de Vanadis (diosa
escandinava).
Niobio (Nb): de Níobe (hija de Tántalo).
Paladio (Pd): de Pallas (diosa de la
sabiduría).
Prometio (Pm): de Prometeo (personaje
mitológico).
Tantalio (Ta): de Tántalo (mitología).
Torio (Th): de Thor (dios de la guerra
escandinavo).
Curio (Cm): en honor de Pierre y
Marie
Curie.
Einstenio (Es): en honor de
Albert
Einstein.
Fermio (Fm): en honor de Enrico
Fermi.
Mendelevio (Md): En honor del
químico ruso Dmitri Ivánovich
Mendeléiev, padre de la actual
tabla
periódica.
Nobelio (No): en honor de Alfred
Nobel.
Lawrencio (Lr): en honor de E.
O.
Lawrence.
Unnilquadium
(Unq): número
latino equivalente a 104 (su
número
atómico).
Unnilpentium
(Unp): número
latino equivalente a 105 (su
número
atómico).
Gadolinio (Gd): en honor del
químico
finlandés
Gadolin.
Samario (Sm): en honor del ruso
Samarski.
SÍMBOLO QUÍMICO: Los símbolos químicos son los distintos signos
abreviados que se utilizan para identificar los elementos y compuestos
químicos en lugar de sus nombres completos. Algunos elementos
frecuentes cuyos símbolos son: carbono, C; oxígeno, O; nitrógeno, N;
hidrógeno, H; cloro, Cl; azufre, S; magnesio, Mg; aluminio, Al; cobre, Cu;
argón, Ar; oro, Au; hierro, Fe; plata, Ag; platino, Pt.
TABLA PERIÓDICA: Es un esquema que permite clasificar y organizar los
elementos químicos según sus propiedades y características.
Historia
La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios
aspectos del desarrollo de la química y la física:




El descubrimiento de los elementos de la tabla periódica.
El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los
elementos.
La noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y,
posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico.
Las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número
atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.
El descubrimiento de los elementos
Artículo principal: Descubrimiento de los elementos químicos.
Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb)
y el mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer
descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el
alquimista Henning Brand descubrió el fósforo (P). En el siglo XVIII se
conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales
fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O),
hidrógeno (H) y nitrógeno (N). También se consolidó en esos años la nueva
concepción de elemento, que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa
lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. A principios del
siglo XIX, la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos
condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y
alcalino–térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy. En 1830
ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX, con la
invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de
ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio
(Cs, del latín caesĭus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio (Rb,
rojo), etc.
La noción de elemento y las propiedades periódicas
Lógicamente, un requisito previo necesario a la construcción de la tabla
periódica era el descubrimiento de un número suficiente de elementos
individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento
químico y sus propiedades. Durante los siguientes dos siglos se fue
adquiriendo un gran conocimiento sobre estas propiedades, así como
descubriendo muchos nuevos elementos.
La palabra "elemento" procede de la ciencia griega, pero su noción moderna
apareció a lo largo del siglo XVII, aunque no existe un consenso claro respecto
al proceso que condujo a su consolidación y uso generalizado. Algunos autores
citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra El químico
escéptico, donde denomina elementos "ciertos cuerpos primitivos y simples que
no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los
ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en
último término todos los cuerpos perfectamente mixtos". En realidad, esa frase
aparece en el contexto de la crítica de Robert Boyle a los cuatro elementos
aristotélicos.
A lo largo del siglo XVIII, las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de
entender la composición química, que aparece claramente expuesto por
Lavoisier en su obra Tratado elemental de Química. Todo ello condujo a
diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento
eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlos.
El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el
estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre
ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de
clasificación.
Los pesos atómicos
A principios del siglo XIX, John Dalton (1766–1844) desarrolló una nueva
concepción del atomismo, al que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y
de los gases de la atmósfera. Su principal aportación consistió en la
formulación de un "atomismo químico" que permitía integrar la nueva definición
de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743–1794) y las leyes
ponderales de la química (proporciones definidas, proporciones múltiples,
proporciones recíprocas).
Dalton empleó los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban
las sustancias de su época y realizó algunas suposiciones sobre el modo como
se combinaban los átomos de las mismas. Estableció como unidad de
referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en
esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo
construir un sistema de masas atómicas relativas. Por ejemplo, en el caso del
oxígeno, Dalton partió de la suposición de que el agua era un compuesto
binario, formado por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno. No tenía ningún
modo de comprobar este punto, por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad
como una hipótesis a priori.
Dalton conocía que 1 parte de hidrógeno se combinaba con 7 partes (8
afirmaríamos en la actualidad) de oxígeno para producir agua. Por lo tanto, si la
combinación se producía átomo a átomo, es decir, un átomo de hidrógeno se
combinaba con un átomo de oxígeno, la relación entre las masas de estos
átomos debía ser 1:7 (o 1:8 se calcularía en la actualidad). El resultado fue la
primera tabla de masas atómicas relativas (o pesos atómicos, como los
llamaba Dalton) que fue posteriormente modificada y desarrollada en los años
posteriores. Las incertidumbres antes mencionadas dieron lugar a toda una
serie de polémicas y disparidades respecto a las fórmulas y los pesos
atómicos, que sólo comenzarían a superarse, aunque no totalmente, con el
congreso de Karlsruhe en 1860.
Metales, no metales, metaloides y metales de transición
La primera clasificación de elementos conocida, fue propuesta por Antoine
Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no
metales y metaloides o metales de transición. Aunque muy práctico y todavía
funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había
muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas.
Tríadas de Döbereiner
Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades
análogas y relacionarlo con los pesos atómicos se debe al químico alemán
Johann Wolfgang Döbereiner (1780–1849) quien en 1817 puso de manifiesto el
notable parecido que existía entre las propiedades de ciertos grupos de tres
elementos, con una variación gradual del primero al último. Posteriormente
(1827) señaló la existencia de otros grupos de tres elementos en los que se
daba la misma relación (cloro, bromo y yodo; azufre, selenio y telurio; litio,
sodio y potasio).
A estos grupos de tres Tríadas de Döbereiner
elementos se les denominó
LiCl
CaCl2
tríadas y hacia 1850 ya se
Litio
Calcio
Azufre
habían encontrado unas 20,
LiOH
CaSO4
lo que indicaba una cierta
regularidad
entre
los
NaCl
SrCl2
Sodio
Estroncio
Selenio
elementos químicos.
NaOH
SrSO4
Döbereiner intentó relacionar
las propiedades químicas de
KCl
BaCl2
Telurio
estos elementos (y de sus Potasio KOH Bario
BaSO4
compuestos) con los pesos
atómicos, observando una
gran analogía entre ellos, y una variación gradual del primero al último.
H2S
SO2
H2Se
SeO2
H2Te
TeO2
En su clasificación de las tríadas (agrupación de tres elementos) 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 tríada Cloro, Bromo, Yodo los pesos atómicos son respectivamente 36,
80 y 127; si sumamos 36 + 127 y dividimos entre dos, obtenemos 81, que es
aproximadamente 80 y si le damos un vistazo a nuestra tabla periódica el
elemento con el peso atómico aproximado a 80 es el bromo lo cual hace que
concuerde un aparente ordenamiento de tríadas.
Chancourtois
Artículo principal: Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois.
En 1864, 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.
Ley de las octavas de Newlands
Artículo principal: John Alexander Reina Newlands.
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands comunicó al Royal
College of Chemistry (Real Colegio de Química) su observación de que al
ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos
(prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro
tenía unas propiedades muy similares al primero. En esta época, los llamados
gases nobles no habían sido aún descubiertos.
Esta ley mostraba una cierta
ordenación de los elementos
en familias (grupos), con
propiedades muy parecidas
entre sí y en Periodos,
formados por ocho elementos
cuyas
propiedades
iban
variando progresivamente.
Ley de las octavas de Newlands
1
2
Li
6,9
Be
9,0
3
4
5
6
7
B
10,8
C
12,0
N
14,0
O
16,0
F
19,0
Si
28,1
P
31,0
S
32,1
Cl
35,5
Na
Mg
El nombre de octavas se basa 23,0 24,3 Al
27,0
en la intención de Newlands
de
relacionar
estas
Ca
propiedades con la que existe K
en la escala de las notas 39,0 40,0
musicales, por lo que dio a su
descubrimiento el nombre de ley de las octavas.
Como a partir del calcio dejaba de cumplirse esta regla, esta ordenación no fue
apreciada por la comunidad científica que lo menospreció y ridiculizó, hasta
que 23 años más tarde fue reconocido por la Royal Society, que concedió a
Newlands su más alta condecoración, la medalla Davy.
Tabla periódica de Mendeléyev
Artículo principal: Tabla periódica de Mendeléyev.
En 1869, el ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla
Periódica en Alemania. Un año después lo hizo Julius Lothar Meyer, que basó
su clasificación periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en
función de la masa atómica de los elementos.
Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen en la
naturaleza. La clasificación la llevaron a cabo los dos químicos de acuerdo con
los criterios siguientes:


Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas.
Situaron en el mismo grupo elementos que tenían propiedades comunes
como la valencia.
Tabla de Mendeléyev publicada en 1872. En ella deja casillas libres para
elementos por descubrir.
La primera clasificación periódica de Mendeléyev no tuvo buena acogida al
principio. Después de varias modificaciones publicó en el año 1872 una nueva
Tabla Periódica constituida por ocho columnas desdobladas en dos grupos
cada una, que al cabo de los años se llamaron familia A y B.
En su nueva tabla consigna las fórmulas generales de los hidruros y óxidos de
cada grupo y por tanto, implícitamente, las valencias de esos elementos.
Esta tabla fue completada a finales del siglo XIX con un grupo más, el grupo
cero, constituido por los gas noble descubiertos durante esos años en el aire.
El químico ruso no aceptó en principio tal descubrimiento, ya que esos
elementos no tenían cabida en su tabla. Pero cuando, debido a su inactividad
química (valencia cero), se les asignó el grupo cero, la Tabla Periódica quedó
más completa.
El gran mérito de Mendeléyev consistió en pronosticar la existencia de
elementos. Dejó casillas vacías para situar en ellas los elementos cuyo
descubrimiento se realizaría años después. Incluso pronosticó las propiedades
de algunos de ellos: el galio (Ga), al que llamó eka–aluminio por estar situado
debajo del aluminio; el germanio (Ge), al que llamó eka–silicio; el escandio
(Sc); y el tecnecio (Tc), que, aislado químicamente a partir de restos de un
sincrotrón en 1937, se convirtió en el primer elemento producido de forma
predominantemente artificial.
La noción de número atómico y la mecánica cuántica
La tabla periódica de Mendeléyev presentaba ciertas irregularidades y
problemas. En las décadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos
de los gases nobles, las "tierras raras" y los elementos radioactivos. Otro
problema adicional eran las irregularidades que existían para compaginar el
criterio de ordenación por peso atómico creciente y la agrupación por familias
con propiedades químicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se encuentran
en las parejas telurio–yodo, argón–potasio y cobalto–níquel, en las que se hace
necesario alterar el criterio de pesos atómicos crecientes en favor de la
agrupación en familias con propiedades químicas semejantes.
Durante algún tiempo, esta cuestión no pudo resolverse satisfactoriamente
hasta que Henry Moseley (1867–1919) realizó un estudio sobre los espectros
de rayos X en 1913. Moseley comprobó que al representar la raíz cuadrada de
la frecuencia de la radiación en función del número de orden en el sistema
periódico se obtenía una recta, lo cual permitía pensar que este orden no era
casual sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atómica. Hoy sabemos
que esa propiedad es el número atómico (Z) o número de cargas positivas del
núcleo.
La explicación que aceptamos actualmente de la "ley periódica" descubierta por
los químicos de mediados del siglo pasado surgió tras los desarrollos teóricos
producidos en el primer tercio del siglo XX. En el primer tercio del siglo XX se
construyó la mecánica cuántica. Gracias a estas investigaciones y a los
desarrollos posteriores, hoy se acepta que la ordenación de los elementos en el
sistema periódico está relacionada con la estructura electrónica de los átomos
de los diversos elementos, a partir de la cual se pueden predecir sus diferentes
propiedades químicas.
Para una tabla más detallada, puedes consultar: Anexo:Tabla periódica
Clasificación
Grupos
Artículo principal: Grupo de la tabla periódica.
A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos.
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia
atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí. Por
ejemplo, los elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su
último nivel de energía) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse
como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha
son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla
del octeto) y, por ello, son todos extremadamente no reactivos.
Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la
última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC)
de 1988,2 los grupos de la tabla periódica son:
Grupo 1 (I A): los metales alcalinos
Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos
Grupo 3 (III B): Familia del Escandio
Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio
Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio
Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo
Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso
Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro
Grupo 9 (IX B): Familia del Cobalto
Grupo 10 (X B): Familia del Níquel
Grupo 11 (I B): Familia del Cobre
Grupo 12 (II B): Familia del Zinc
Grupo 13 (III A): los térreos
Grupo 14 (IV A): los carbonoideos
Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos
Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos
Grupo 17 (VII A): los halógenos
Grupo 18 (VIII A): los gases nobles
Períodos
Artículo principal: Períodos de la tabla periódica.
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. Contrario a
como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que
componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares:
todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales.
Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración
electrónica. El primer período solo tiene dos miembros: hidrógeno y helio;
ambos tienen sólo el orbital 1s.
La tabla periódica consta de 7 períodos:
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





Período 1
Período 2
Período 3
Período 4
Período 5
Período 6
Período 7
La tabla también está dividida en cuatro grupos, s, p, d, f, que están ubicados
en el orden sdp, de izquierda a derecha, y f lantánidos y actínidos. Esto
depende de la letra en terminación de los elementos de este grupo, según el
principio de Aufbau.
Bloques o regiones
Artículo principal: Bloque de la tabla periódica.
Tabla periódica dividida en bloques.
La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el
orbital que estén ocupando los electrones más externos.
Los bloques o regiones se denominan según la letra que hace referencia al
orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros
orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa
con el orden alfabético para nombrarlos.




Bloque s
Bloque p
Bloque d
Bloque f
PERIODO: Designa a cada uno de los 7 renglones horizontales de la tabla
periódica de los elementos.
GRUPO: Es el número del último nivel energético que hace referencia a las
columnas allí presentes. Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los
cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes, largos. Que muchos de
estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la
tabla periódica se ideó para ordenar estas familias de una forma coherente y
fácil de ver.
ELEMENTO REPRESENTATIVO: Los elementos representativos están
repartidos en ocho grupos y se caracterizan porque su distribución electrónica
termina en s-p o p-s. El número del grupo resulta de sumar los electrones que
hay en los subniveles s ó s y p del último nivel.
ELEMENTO DE TRANSICIÓN: Estos elementos conforman los grupos IB
hasta el VIIIB. Todos ellos son metales, pero debido a que sus átomos son
pequeños, son duros, quebradizos y tienen puntos de fusión altos. Estos
metales son buenos conductores del calor y de la electricidad. A condiciones
normales el Mercurio es líquido.
GASES NOBLES: Los gases nobles son un grupo de elementos químicos con
propiedades muy similares: bajo condiciones normales, son gases
monoatómicos inodoros, incoloros y presentan una reactividad química muy
baja. Se sitúan en el grupo 18 (8A) de la tabla periódica (anteriormente llamado
grupo 0). Los seis gases nobles que se encuentran en la naturaleza son helio
(He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe) y el radiactivo radón (Rn).
TOXICIDAD DEL MERCURIO
El mercurio es un elemento brillante plateado que es líquido a temperatura
ambiente. El mercurio entra al cuerpo al inhalar su vapor, al estar en contacto
con la piel o por alimentos o agua contaminados con mercurio. En el cuerpo,
este elemento destruye proteínas y perturba el funcionamiento celular. La
exposición a largo plazo con el mercurio daña el cerebro y los riñones, causa
retraso mental y reduce el desarrollo físico. Para la prueba de mercurio se usan
muestras de sangre, orina y cabello.
En agua dulce y salada, bacterias convierten el mercurio en metilmercurio
tóxico, que ataca principalmente el sistema nervioso central (SNC). Puesto que
los peces absorben metilmercurio, estamos expuestos al mercurio al consumir
pescado contaminado. Conforme los niveles de mercurio ingeridos del pescado
se convierten en una preocupación, la Administración de Alimentos y Medicinas
(FDA, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos establece un nivel máximo
de una parte de mercurio por millón de partes de alimento marino (1ppm), que
es lo mismo que 1 mg de mercurio en cada gramo de productos del mar. Los
peces superiores en la cadena alimentaria, como el pez espada y el tiburón,
pueden tener niveles de mercurio tan elevados que la Agencia de Protección
Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) estadounidense recomienda que se
consuman no más de una vez a la semana.
Uno de los peces incidentes de envenenamiento por mercurio ocurrió en
Minamata y Niigata, Japón, en 1950. En aquella época, el océano estaba
contaminado con altos niveles de mercurio de desechos industriales. Puesto
que el pescado era un alimento básico en la dieta, más de dos mil personas
resultaron afectadas por envenenamiento por mercurio y murieron o
desarrollaron daño neurológico. En Estados Unidos, la industria redujo en 75%
el uso del mercurio entre 1988 y 1997, al prohibir su utilización en pinturas y
pesticidas, reducirlo en baterías y regularlo en otros productos.
Averigua:
METAL: Se llama metal a los elementos químicos caracterizados por ser
buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son
sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman
iones electropositivos (cationes) en disolución.
METALOIDE: Cuerpo simple, mal conductor del calor y de la electricidad, que
combinado con el oxígeno produce compuestos ácidos o neutros.
Los metaloides son: flúor, cloro, bromo, yodo, oxígeno, azufre, selenio, telurio,
nitrógeno, fósforo, arsénico, carbono, silicio y boro.
NO METAL: Los no metales varían mucho en su apariencia no son lustrosos y
por lo general son malos conductores del calor y la electricidad. Sus puntos de
fusión son más bajos que los de los metales (aunque el diamante, una forma
de carbono, se funde a 3570 ºC). Varios no metales existen en condiciones
ordinarias como moléculas diatómicas. En esta lista están incluidos cinco gases
(H2, N2, 02, F2 y C12), un líquido (Br2) y un sólido volátil (I2). El resto de los no
metales son sólidos que pueden ser duros como el diamante o blandos como el
azufre. Al contrario de los metales, son muy frágiles y no pueden estirarse en
hilos ni en láminas. Se encuentran en los tres estados de la materia a
temperatura ambiente: son gases (como el oxígeno), líquidos (bromo) y sólidos
(como el carbono). No tienen brillo metálico y no reflejan la luz. Muchos no
metales se encuentran en todos los seres vivos: carbono, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno, fósforo y azufre en cantidades importantes. Otros son
oligoelementos: flúor, silicio, arsénico, yodo, cloro.
Utiliza la información obtenida y clasifica los siguientes elementos en metal, no
metal, metaloide:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
Ubicado en el grupo 2ª (Metales)
Buen conductor de la electricidad (Metal)
Cloro (No metal)
Arsénico (Metaloide)
Un elemento que no es brillante (Metaloide)
Oxígeno (No metal)
Nitrógeno (No metal)
Aluminio (Metal)
ÁTOMO
Todos los elementos mencionados en la tabla periódica están hechos de
pequeñas partículas llamados átomos. Un átomo es la partícula más pequeña
de un elemento que tiene las características de éste. Probablemente has visto
el elemento aluminio. Imagina que cortas una hoja de aluminio en trozos cada
vez más pequeños. Ahora imagina que cortas la hoja hasta que tienes un trozo
tan pequeño que ya no puedes romperlo más. Entonces tendrías un átomo de
aluminio, la partícula más pequeña de un elemento que todavía conserva las
características de éste.
Miles de millones de átomos se agrupan para construirte y todo lo que te rodea.
Esta hoja contiene átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. La tinta de este
papel, incluso el punto sobre la letra i, contiene gran cantidad de átomos. Hay
tantos átomos en dicho punto como segundos en 10 mil millones de años.
El concepto de átomo es relativamente reciente. Aunque los filósofos griegos
en el año 500 AC razonaron que todo debía contener partículas minúsculas
que también llamaban átomos, esta idea no se convirtió en teoría científica sino
hasta 1808. John Dalton (1766-1844) desarrolló una teoría atómica que
proponía que los átomos eran responsables de las combinaciones de
elementos que se encontraban en los compuestos.
Elabora una línea del tiempo con las diferentes teorías atómicas que se
han presentado en el tiempo.
Averigua:
PARTES DE UN ÁTOMO: El núcleo es la parte central del átomo y contiene
partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga
eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es
aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento
químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que
caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico
y se representa con la letra Z. - La corteza es la parte exterior del átomo. En
ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en
distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas
2000 veces menor que la de un protón Los átomos son eléctricamente neutros,
debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el
número atómico también coincide con el número de electrones.
 NÚCLEO DEL ÁTOMO: El núcleo atómico es la parte central de un
átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99,9% de la masa total
del átomo.
Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se
mantienen unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual permite
que el núcleo sea estable, a pesar de que los protones se repelen entre sí
(como los polos iguales de dos imanes). La cantidad de protones en el núcleo
determina el elemento químico al que pertenece.
La existencia del núcleo atómico fue deducida del experimento de Rutherford,
donde se bombardeó una lámina fina de oro con partículas alfa, que son
núcleos atómicos de helio emitidos por rocas radiactivas. La mayoría de esas
partículas traspasaban la lámina, pero algunas rebotaban, lo cual demostró la
existencia de un minúsculo núcleo atómico.

NÚMERO ATÓMICO Y NÚMERO DE MASA
Todos los átomos del mismo elemento siempre tienen el mismo número de
protones. Esta característica distingue a los átomos de un elemento de los
átomos de todos los otros elementos.
Número atómico, es igual al número de protones en el núcleo de un átomo, se
usa para identificar a cada elemento.
Número atómico=número de protones en un átomo
Número de masa, es la suma del número de protones y neutrones en el
núcleo.
Isótopo, son átomos del mismo elemento que tienen diferente número de
neutrones
Masa atómica, es la masa promedio de todos los isótopos de dicho elemento
que ocurren naturalmente, con base en la abundancia y la masa de cada
isótopo.