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LibreTexts Español

2.5: La tabla periodica

  • Page ID
    1806
  • habilidades para desarrollar

    • Indique la ley periódica y explique la organización de los elementos en la tabla periódica.
    • Predice las propiedades generales de los elementos basado en sus ubicaciones dentro de la tabla periódica
    • Identifique metales, no metales y metaloides por sus propiedades y / o ubicación en la tabla periódica

    Cuando los primeros químicos trabajaron para purificar minerales y descubrieron más elementos, se dieron cuenta de que varios elementos podían agruparse por sus comportamientos químicos similares. Uno de estos grupos incluye el litio (Li), el sodio (Na) y el potasio (K): todos estos elementos son brillantes, conducen bien el calor y la electricidad, y tienen propiedades químicas similares. Un segundo grupo incluye el calcio (Ca), el estroncio (Sr) y el bario (Ba), estos elementos también son brillantes, buenos conductores del calor y la electricidad, y tienen propiedades químicas en común. Sin embargo, las propiedades específicas de estos dos grupos son notablemente diferentes de uno al otro. Por ejemplo: Li, Na, y K son mucho más reactivos que el Ca, Sr y Ba; Li, Na y K forman compuestos con oxígeno en una relación de dos de sus átomos a un átomo de oxígeno, mientras que el Ca, Sr y Ba forman compuestos con uno de sus átomos y con un átomo de oxígeno. El flúor (F), el cloro (Cl), el bromo (Br), y el yodo (I) también exhiben propiedades similares entre sí, pero estas propiedades son drásticamente diferentes de las de los elementos anteriores.

    En Rusia, Dimitri Mendeleev (1869) y Lothar Meyer en Alemania (1870) reconocieron independientemente que existía una relación periódica entre las propiedades de los elementos conocidos en ese momento. Ambas tablas publicadas con los elementos arreglados de acuerdo con el aumento de la masa atómica. Pero Mendeleev tomo un paso más que Meyer: usó su tabla para predecir la existencia de elementos que tendrían propiedades similares al aluminio y al silicio, pero que aún no se conocían. Los descubrimientos de galio (1875) y germanio (1886) brindaron un gran apoyo al trabajo de Mendeleev. Aunque Mendeleev y Meyer tuvieron una larga disputa sobre la prioridad, las contribuciones de Mendeleev al desarrollo de la tabla periódica ahora son más reconocidas (Figura \(\PageIndex{1}\)).

    Figure A shows a photograph of Dimitri Mendeleev. Figure B shows the first periodic table developed by Mendeleev, which had eight groups and twelve periods. In the first group (—, R superscript plus sign 0) is the following information: H = 1, L i = 7, N a = 23, K = 39, (C u = 63), R b = 85, (A g = 108), C a = 183, (—),—, (A u = 199) —. Note that each of these entries corresponds to one of the twelve periods respectively. The second group (—, R 0) contains the following information: (not entry for period 1) B o = 9, 4, M g = 24, C a = 40, Z n = 65, S r = 87, C d = 112, B a = 187, —, —, H g = 200, —. Note the ach of these entries corresponds to one of the twelve periods respectively. Group three (—, R superscript one 0 superscript nine) contains the information: (no entry for period 1), B = 11, A l = 27, 8. — = 44, — = 68, ? Y t = 88, I n = 113, ? D I = 138, —, ? E r = 178, T l = 204, —. Note that each of these entries corresponds to one of the twelve periods respectively. Group four (RH superscript four, R0 superscript eight) contains the following information: (no entry for period 1), C = 12, B i = 28, T i = 48, — = 72, Z r = 90, S n = 118, ? C o = 140, ? L a = 180, P b = 207, T h = 231. Note that each of these entries corresponds to one of the twelve periods respectively. Group five (R H superscript two, R superscript two 0 superscript five) contains the following information: (no entry for period 1), N = 14, P = 31, V = 51, A s = 75, N b = 94, S b = 122, —, —, T a = 182, B l = 208, —. Note that each of these entries corresponds to one of the twelve periods respectively. Group six (R H superscript two, R 0 superscript three) contains the following information: (no entry for period 1), O = 16, S = 32, C r = 52, S o = 78, M o = 96, T o = 125, —, —, W = 184, —, U = 240. Note that each of these entries corresponds to one of the twelve periods respectively. Group seven (R H , R superscript plus sing, 0 superscript 7) contains the following information: (no entry for period 1), F = 19, C l = 35, 5, M n = 55, B r = 80, — = 100, J = 127, —, —, —, —, —. Note that each of these entries corresponds to one of the twelve periods respectively. Group 8 (—, R 0 superscript four) contains the following information: (no entry for periods 1, 2, 3), in period 4: F o = 56, C o = 59, N i = 59, C u = 63, no entry for period five, in period 6: R u = 104, R h = 104, P d = 106, A g = 108, no entries for periods 7, 8 , or 9, in period 10: O s = 195, I r = 197, P t = 198, A u = 199, no entries for periods 11 or 12.

    Figura \(\PageIndex{1}\):(a) A Dimitri Mendeleev se le atribuye la creación (b) de la primera tabla periódica de los elementos. (Crédito a: modificación del trabajo de Serge Lachinov; Crédito b: modificación del trabajo de "Den fjättrade ankan" / Wikimedia Commons)

    En el siglo veinte, se hizo evidente que la relación periódica involucraba números atómicos en lugar de masas atómicas. La declaración moderna de esta relación, la ley periódica, es la siguiente: las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos. Una tabla periódica moderna organiza los elementos en orden creciente de sus números atómicos y agrupa los átomos con propiedades similares en la misma columna vertical (Figura \(\PageIndex{2}\)). Cada caja representa un elemento y contiene su número atómico, símbolo, masa atómica promedio y (a veces) su nombre. Los elementos están organizados en siete filas horizontales, llamadas períodos o series, y 18 columnas verticales, llamadas grupos. Los grupos están etiquetados en la parte superior de cada columna. En los Estados Unidos, las etiquetas tradicionalmente son números con letras mayúsculas. Sin embargo, IUPAC recomienda que se utilicen los números del 1 al 18, y estas etiquetas son más comunes. Para que la tabla se ajuste a una sola página, las partes de dos de las filas, un total de 14 columnas, generalmente se escriben debajo de la parte principal de la tabla.

    The Periodic Table of Elements is shown. The 18 columns are labeled “Group” and the 7 rows are labeled “Period.” Below the table to the right is a box labeled “Color Code” with different colors for metals, metalloids, and nonmetals, as well as solids, liquids, and gases. To the left of this box is an enlarged picture of the upper-left most box on the table. The number 1 is in its upper-left hand corner and is labeled “Atomic number.” The letter “H” is in the middle in red indicating that it is a gas. It is labeled “Symbol.” Below that is the number 1.008 which is labeled “Atomic Mass.” Below that is the word hydrogen which is labeled “name.” The color of the box indicates that it is a nonmetal. Each element will be described in this order: atomic number; name; symbol; whether it is a metal, metalloid, or nonmetal; whether it is a solid, liquid, or gas; and atomic mass. Beginning at the top left of the table, or period 1, group 1, is a box containing “1; hydrogen; H; nonmetal; gas; and 1.008.” There is only one other element box in period 1, group 18, which contains “2; helium; H e; nonmetal; gas; and 4.003.” Period 2, group 1 contains “3; lithium; L i; metal; solid; and 6.94” Group 2 contains “4; beryllium; B e; metal; solid; and 9.012.” Groups 3 through 12 are skipped and group 13 contains “5; boron; B; metalloid; solid; 10.81.” Group 14 contains “6; carbon; C; nonmetal; solid; and 12.01.” Group 15 contains “7; nitrogen; N; nonmetal; gas; and 14.01.” Group 16 contains “8; oxygen; O; nonmetal; gas; and 16.00.” Group 17 contains “9; fluorine; F; nonmetal; gas; and 19.00.” Group 18 contains “10; neon; N e; nonmetal; gas; and 20.18.” Period 3, group 1 contains “11; sodium; N a; metal; solid; and 22.99.” Group 2 contains “12; magnesium; M g; metal; solid; and 24.31.” Groups 3 through 12 are skipped again in period 3 and group 13 contains “13; aluminum; A l; metal; solid; and 26.98.” Group 14 contains “14; silicon; S i; metalloid; solid; and 28.09.” Group 15 contains “15; phosphorous; P; nonmetal; solid; and 30.97.” Group 16 contains “16; sulfur; S; nonmetal; solid; and 32.06.” Group 17 contains “17; chlorine; C l; nonmetal; gas; and 35.45.” Group 18 contains “18; argon; A r; nonmetal; gas; and 39.95.” Period 4, group 1 contains “19; potassium; K; metal; solid; and 39.10.” Group 2 contains “20; calcium; C a; metal; solid; and 40.08.” Group 3 contains “21; scandium; S c; metal; solid; and 44.96.” Group 4 contains “22; titanium; T i; metal; solid; and 47.87.” Group 5 contains “23; vanadium; V; metal; solid; and 50.94.” Group 6 contains “24; chromium; C r; metal; solid; and 52.00.” Group 7 contains “25; manganese; M n; metal; solid; and 54.94.” Group 8 contains “26; iron; F e; metal; solid; and 55.85.” Group 9 contains “27; cobalt; C o; metal; solid; and 58.93.” Group 10 contains “28; nickel; N i; metal; solid; and 58.69.” Group 11 contains “29; copper; C u; metal; solid; and 63.55.” Group 12 contains “30; zinc; Z n; metal; solid; and 65.38.” Group 13 contains “31; gallium; G a; metal; solid; and 69.72.” Group 14 contains “32; germanium; G e; metalloid; solid; and 72.63.” Group 15 contains “33; arsenic; A s; metalloid; solid; and 74.92.” Group 16 contains “34; selenium; S e; nonmetal; solid; and 78.97.” Group 17 contains “35; bromine; B r; nonmetal; liquid; and 79.90.” Group 18 contains “36; krypton; K r; nonmetal; gas; and 83.80.” Period 5, group 1 contains “37; rubidium; R b; metal; solid; and 85.47.” Group 2 contains “38; strontium; S r; metal; solid; and 87.62.” Group 3 contains “39; yttrium; Y; metal; solid; and 88.91.” Group 4 contains “40; zirconium; Z r; metal; solid; and 91.22.” Group 5 contains “41; niobium; N b; metal; solid; and 92.91.” Group 6 contains “42; molybdenum; M o; metal; solid; and 95.95.” Group 7 contains “43; technetium; T c; metal; solid; and 97.” Group 8 contains “44; ruthenium; R u; metal; solid; and 101.1.” Group 9 contains “45; rhodium; R h; metal; solid; and 102.9.” Group 10 contains “46; palladium; P d; metal; solid; and 106.4.” Group 11 contains “47; silver; A g; metal; solid; and 107.9.” Group 12 contains “48; cadmium; C d; metal; solid; and 112.4.” Group 13 contains “49; indium; I n; metal; solid; and 114.8.” Group 14 contains “50; tin; S n; metal; solid; and 118.7.” Group 15 contains “51; antimony; S b; metalloid; solid; and 121.8.” Group 16 contains “52; tellurium; T e; metalloid; solid; and 127.6.” Group 17 contains “53; iodine; I; nonmetal; solid; and 126.9.” Group 18 contains “54; xenon; X e; nonmetal; gas; and 131.3.” Period 6, group 1 contains “55; cesium; C s; metal; solid; and 132.9.” Group 2 contains “56; barium; B a; metal; solid; and 137.3.” Group 3 breaks the pattern. The box has a large arrow pointing to a row of elements below the table with atomic numbers ranging from 57-71. In sequential order by atomic number, the first box in this row contains “57; lanthanum; L a; metal; solid; and 138.9.” To its right, the next is “58; cerium; C e; metal; solid; and 140.1.” Next is “59; praseodymium; P r; metal; solid; and 140.9.” Next is “60; neodymium; N d; metal; solid; and 144.2.” Next is “61; promethium; P m; metal; solid; and 145.” Next is “62; samarium; S m; metal; solid; and 150.4.” Next is “63; europium; E u; metal; solid; and 152.0.” Next is “64; gadolinium; G d; metal; solid; and 157.3.” Next is “65; terbium; T b; metal; solid; and 158.9.” Next is “66; dysprosium; D y; metal; solid; and 162.5.” Next is “67; holmium; H o; metal; solid; and 164.9.” Next is “68; erbium; E r; metal; solid; and 167.3.” Next is “69; thulium; T m; metal; solid; and 168.9.” Next is “70; ytterbium; Y b; metal; solid; and 173.1.” The last in this special row is “71; lutetium; L u; metal; solid; and 175.0.” Continuing in period 6, group 4 contains “72; hafnium; H f; metal; solid; and 178.5.” Group 5 contains “73; tantalum; T a; metal; solid; and 180.9.” Group 6 contains “74; tungsten; W; metal; solid; and 183.8.” Group 7 contains “75; rhenium; R e; metal; solid; and 186.2.” Group 8 contains “76; osmium; O s; metal; solid; and 190.2.” Group 9 contains “77; iridium; I r; metal; solid; and 192.2.” Group 10 contains “78; platinum; P t; metal; solid; and 195.1.” Group 11 contains “79; gold; A u; metal; solid; and 197.0.” Group 12 contains “80; mercury; H g; metal; liquid; and 200.6.” Group 13 contains “81; thallium; T l; metal; solid; and 204.4.” Group 14 contains “82; lead; P b; metal; solid; and 207.2.” Group 15 contains “83; bismuth; B i; metal; solid; and 209.0.” Group 16 contains “84; polonium; P o; metal; solid; and 209.” Group 17 contains “85; astatine; A t; metalloid; solid; and 210.” Group 18 contains “86; radon; R n; nonmetal; gas; and 222.” Period 7, group 1 contains “87; francium; F r; metal; solid; and 223.” Group 2 contains “88; radium; R a; metal; solid; and 226.” Group 3 breaks the pattern much like what occurs in period 6. A large arrow points from the box in period 7, group 3 to a special row containing the elements with atomic numbers ranging from 89-103, just below the row which contains atomic numbers 57-71. In sequential order by atomic number, the first box in this row contains “89; actinium; A c; metal; solid; and 227.” To its right, the next is “90; thorium; T h; metal; solid; and 232.0.” Next is “91; protactinium; P a; metal; solid; and 231.0.” Next is “92; uranium; U; metal; solid; and 238.0.” Next is “93; neptunium; N p; metal; solid; and N p.” Next is “94; plutonium; P u; metal; solid; and 244.” Next is “95; americium; A m; metal; solid; and 243.” Next is “96; curium; C m; metal; solid; and 247.” Next is “97; berkelium; B k; metal; solid; and 247.” Next is “98; californium; C f; metal; solid; and 251.” Next is “99; einsteinium; E s; metal; solid; and 252.” Next is “100; fermium; F m; metal; solid; and 257.” Next is “101; mendelevium; M d; metal; solid; and 258.” Next is “102; nobelium; N o; metal; solid; and 259.” The last in this special row is “103; lawrencium; L r; metal; solid; and 262.” Continuing in period 7, group 4 contains “104; rutherfordium; R f; metal; solid; and 267.” Group 5 contains “105; dubnium; D b; metal; solid; and 270.” Group 6 contains “106; seaborgium; S g; metal; solid; and 271.” Group 7 contains “107; bohrium; B h; metal; solid; and 270.” Group 8 contains “108; hassium; H s; metal; solid; and 277.” Group 9 contains “109; meitnerium; M t; not indicated; solid; and 276.” Group 10 contains “110; darmstadtium; D s; not indicated; solid; and 281.” Group 11 contains “111; roentgenium; R g; not indicated; solid; and 282.” Group 12 contains “112; copernicium; C n; metal; liquid; and 285.” Group 13 contains “113; ununtrium; U u t; not indicated; solid; and 285.” Group 14 contains “114; flerovium; F l; not indicated; solid; and 289.” Group 15 contains “115; ununpentium; U u p; not indicated; solid; and 288.” Group 16 contains “116; livermorium; L v; not indicated; solid; and 293.” Group 17 contains “117; ununseptium; U u s; not indicated; solid; and 294.” Group 18 contains “118; ununoctium; U u o; not indicated; solid; and 294.”

     Figura \(\PageIndex{2}\): Los elementos en la tabla periódica están organizados de acuerdo con sus propiedades.

    Muchos elementos difieren dramáticamente en sus propiedades químicas y físicas, pero algunos elementos son similares en sus comportamientos. Por ejemplo, muchos elementos aparecen brillantes, son maleables (se pueden deformar sin romperse) y dúctiles (se pueden hacer a cables) y conducen bien el calor y la electricidad. Otros elementos no son brillantes, maleables o dúctiles, y son malos conductores del calor y la electricidad. Podemos clasificar los elementos en clases grandes con propiedades comunes: los metales (elementos que son brillantes, maleables, buenos conductores de calor y electricidad: amarillo sombreado); los no metales (elementos que parecen opacos, malos conductores de calor y electricidad, verde sombreado); y los metaloides (elementos que conducen el calor y la electricidad moderadamente bien, y poseen algunas propiedades de los metales y algunas propiedades de los no metales: púrpura sombreada).

    Los elementos también se pueden clasificar como los elementos del grupo principal (o elementos representativos) en las columnas etiquetadas 1, 2 y 13–18; los metales de transición en las columnas etiquetadas 3–12; y los metales de transición interna en las dos filas en la parte inferior de la tabla (los elementos de la fila superior se llaman lantánidos y los elementos de la fila inferior son actínidos; Figura \(\PageIndex{3}\)). Los elementos se pueden subdividir aún más por propiedades más específicas, como la composición de los compuestos que forman. Por ejemplo, los elementos del grupo 1 (la primera columna) forman compuestos que consisten en un átomo del elemento y un átomo de hidrógeno. Estos elementos (excepto el hidrógeno) se conocen como metales alcalinos y todos tienen propiedades químicas similares. Los elementos del grupo 2 (la segunda columna) forman compuestos que consisten en un átomo del elemento y dos átomos de hidrógeno: estos se llaman metales alcalinotérreos, con propiedades similares entre los miembros de ese grupo. Otros grupos con nombres específicos son los pnictógenos (grupo 15), los calcógenos (grupo 16), los halógenos (grupo 17) y los gases nobles (grupo 18, también conocidos como los gases inertes). El primer elemento del grupo también puede hacer referencia a los grupos: por ejemplo, los calcógenos se pueden llamar el grupo de oxígeno o familia de oxígeno. El hidrógeno es un elemento único, no metálico, con propiedades similares a los elementos del grupo 1 y del grupo 17. Por esa razón, el hidrógeno se puede mostrar en la parte superior de ambos grupos, o solo.

    This diagram combines the groups and periods of the periodic table based on their similar properties. Group 1 contains the alkali metals, group 2 contains the earth alkaline metals, group 15 contains the pnictogens, group 16 contains the chalcogens, group 17 contains the halogens and group 18 contains the noble gases. The main group elements consist of groups 1, 2, and 12 through 18. Therefore, most of the transition metals, which are contained in groups 3 through 11, are not main group elements. The lanthanides and actinides are called out at the bottom of the periodic table.

     Figura \(\PageIndex{3}\): La tabla periódica organiza elementos con propiedades similares en grupos.

    Ejemplo \(\PageIndex{1}\): NOMBRANDO GRUPOS DE ELEMENTOS

    Los átomos de cada uno de los siguientes elementos son esenciales para la vida. Dé el nombre del grupo para los siguientes elementos:

    1. cloro
    2. calcio
    3. sodio
    4. azufre

    Solución

    Los nombres de las familia son:

    1. halógeno
    2. metal alcalinotérreo
    3. metal alcalino
    4. calcógeno

    EJercicio \(\PageIndex{1}\)

    Dé el nombre del grupo para cada uno de los siguientes elementos:

    1. criptón
    2. selenio
    3. barrio
    4. litio
    Respuesta a

    gas noble

    Respuesta b

    calcógeno

    Respuesta c

    metal alcalinotérreo

    Respuesta d

    metal alcalino

    Al estudiar la tabla periódica, es posible que hayas notado algo de las masas atómicas de algunos de los elementos. El elemento 43 (tecnecio), el elemento 61 (prometio) y la mayoría de los elementos con números atómicos más altos que 84 (polonio) dados entre corchetes. Esto se hace para los elementos que consisten completamente en isótopos radiactivos inestables (aprenderá más sobre la radiactividad en el capítulo de química nuclear). No se puede determinar un peso atómico promedio para estos elementos porque sus radioisótopos pueden variar significativamente en abundancia relativa, dependiendo de la fuente, o incluso pueden no existir en la naturaleza. El número entre corchetes es el número de masa atómica (y la masa atómica aproximada) del isótopo más estable de ese elemento.

    Resumen

    El descubrimiento de la recurrencia periódica de las propiedades similares entre los elementos llevo a la formulación de la tabla periódica, en la cual los elementos se organizan en orden creciente de número atómico en filas conocidas como períodos y columnas conocidas como grupos. Los elementos en el mismo grupo de la tabla periódica tienen propiedades químicas similares. Los elementos se pueden clasificar como metales, metaloides y no metales, o como elementos del grupo principal, los metales de transición y los metales de transición internos. Los grupos están numerados del 1 al 18 de izquierda a derecha. Los elementos en el grupo 1 son conocidos como los metales alcalinos; los del grupo 2 son los metales alcalinotérreos; los de 15 son los pnictógenos; los de 16 son los calcógenos; los de 17 son los halógenos; y los de 18 son los gases nobles.

    Glosario

    actinida
    Metal de transición interior en la parte inferior de las dos filas inferiores de la tabla periódica.
    metal alcalino
    Elemento en el grupo 1.
    metal alcalinotérreo
    Elemento en el grupo 2.
    calcógeno
    Element en el grupo 16.
    grupo
    Columna vertical de la tabla periódica.
    halógeno
    Elemento en grupo 17.
    gas inerte
    Elemento (también, gas noble) en el grupo 18.
    metal de transición interior
    (también, lantánido o actínido) Elemento en las dos filas inferiores; si está en la primera fila, también se llama lantánido, o si está en la segunda fila, también se llama actínido.
    lantánido
    Metal de transición interior en la parte superior de las dos filas inferiores de la tabla periódica.
    elemento del grupo principal
    (también, elemento representativo) Elemento en las columnas 1, 2 y 12-18.
    metal
    Elemento brillante, maleable, buen conductor de calor y electricidad.
    metaloide
    Elemento que conduce el calor y la electricidad moderadamente bien, y posee algunas propiedades de los metales y algunas propiedades de los no metales.
    gas noble
    Elemento (también, gas inerte) en el grupo 18.
    no metal
    Elemento que aparece opaco, mal conductor de calor y electricidad.
    período
    (también, serie) Fila horizontal de la tabla periódica.
    ley periódica

    Las propiedades de los elementos son función periódica de sus números atómicos.

    tabla periódica
    Tabla de los elementos que colocan elementos con propiedades químicas similares muy juntos.
    pnictogen
    Element en el grupo 15.
    elemento representativo
    (también, elemento del grupo principal) Elemento en las columnas 1, 2 y 12–18.
    metal de transición
    Elemento en las columnas 3–11.
    serie
    (también, período) Fila horizontal de la tabla de períodos.

    Contribuyentes

    • Paul Flowers (Universidad de Carolina del Norte - Pembroke), Klaus Theopold (Universidad de Delaware) y Richard Langley (Stephen F. Austin Universidad del Estado) con autores contribuyentes. Contenido del libro de texto producido por la Universidad de OpenStax tiene licencia de Atribución de Creative Commons Licencia 4.0 licencia. Descarge gratis en http://cnx.org/contents/85abf193-2bd...a7ac8df6@9.110)."

    • Ana Martinez (amartinez02@saintmarys.edu) contribuyó a la traducción de este texto.