1.10: Tendencias periódicas para los elementos del grupo principal

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Andrew R. Barron
Rice University via CNX

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Dentro del grupo principal (bloque s y p) elementos de la Tabla Periódica (Figura\(\PageIndex{1}\) .66) hay algunas tendencias generales que podemos observar para la forma elemental, así como los hidruros, óxidos y haluros.

Figura <span translate= — Figura\(\PageIndex{66}\): Los elementos principales del grupo (Adaptado de www.meta-synthesis.com).

Tendencias periódicas para los elementos principales del grupo

Dentro de los elementos del grupo principal (s- y p-block) hay algunas tendencias generales que podemos observar.

Cuanto más abajo de un Grupo dado, los elementos tienen un carácter metálico aumentado, es decir, buenos conductores tanto de calor como de electricidad, y exhiben unión deslocalizada.
Moviéndose de izquierda a derecha a través de un Periodo los elementos tienen mayor carácter no metálico, son aislantes con unión localizada.
Dentro del bloque p en el límite entre los elementos metálicos (Figura\(\PageIndex{1}\) .66, elementos grises) y los elementos no metálicos (Figura\(\PageIndex{1}\) .66, elementos verdes) se posiciona boro y silicio de carácter metaloide (Figura\(\PageIndex{1}\) .66, elementos rosados), es decir, tienen baja electricidad conductividad pero aumenta con la temperatura.

Como ejemplo de estos cambios en el Cuadro\(\PageIndex{1}\) .12 se muestran las tendencias a lo largo de un Periodo.

Cuadro\(\PageIndex{1}\) .12: Resumen de tendencias para los elementos a lo largo de la Tabla Periódica.
Element	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
Propiedades	Metal electropositivo	Metal electropositivo	Metal pero forma enlaces covalentes	Metaloide semiconductor metal/no metal características	Unión E-E en elementos	Unión E-E en elementos	Molécula simple	Gas monoatómico

Tendencias periódicas para los hidruros del grupo principal

Las propiedades de los hidruros del grupo principal dependen de la diferencia de electronegatividad entre el elemento y el hidrógeno (Cuadro\(\PageIndex{1}\) .13). Los elementos de la izquierda de la Tabla Periódica son altamente electropositivos y forman hidruros iónicos, mientras que los del centro y la derecha son de carácter covalente. Sin embargo, de aquellos con enlaces covalentes E-H, hay un cambio de hidruros poliméricos a compuestos moleculares. Por ejemplo, los hidruros del elemento del Grupo 13 (es decir, BH ₃) forman oligómeros con puentes de hidrógeno (es decir, B ₂ H ₆). Por el contrario, el HCl es una molécula diatómica.

Cuadro\(\PageIndex{1}\) .13: Resumen de propiedades de hidruros seleccionados del grupo principal en función de las electronegatividades relativas.
Hidruro	Electronegatividad del elemento	Electronegatividad del hidrógeno	Polaridad E-H	Estructura	Comentarios
NaH	0.9	2.1	M ⁺ H ^-	Iónico	Reacciona con H ₂ O para liberar H ₂
BH ₃	2.0	2.1	B ^δ+ -H ^δ-	Oligomérico y polimérico	Reacciona lentamente con H ₂ O
CH ₄	2.4	2.1	C ^δ- -H ^δ+	Molecular	Insoluble en H ₂ O
HCl	3.0	2.1	Cl ^δ ^- -H ^δ+	Molecular	Se disuelve en H ₂ O para formar H ⁺ y Cl ^-

Tendencias periódicas para los óxidos del grupo principal

Al igual que con los hidruros, las propiedades de los óxidos del grupo principal dependen de la diferencia de electronegatividad entre el elemento y el oxígeno. Metales altamente electropositivos para óxidos iónicos, mientras que otros elementos para enlaces covalentes (aunque de carácter polar) con oxígeno. Además, la agregación de óxidos covalentes disminuyó a lo largo del Periodo de izquierda a derecha (Cuadro\(\PageIndex{1}\) .14). Como también puede verse en el Cuadro\(\PageIndex{1}\) .14, los óxidos de elementos a la izquierda de la Tabla Periódica se disuelven en agua para formar soluciones básicas, mientras que los de la derecha forman soluciones ácidas. Existe una clase de óxidos (especialmente los del Grupo 13 y 14) que pueden reaccionar ya sea como un ácido o una base. Estas son conocidas como sustancias anfóteras.

Nota

La palabra es del prefijo griego ampho que significa “ambos”

Cuadro\(\PageIndex{1}\) .14: Comparación de óxidos a través de la Tabla Periódica.
Óxido	Adhesión	Reactividad con H ₂ O	Descripción
Na ₂ O	Iónico	Se disuelve para dar una base fuerte	Básico
Al ₂ O ₃	Polimérico covalente	Se disuelve tanto en solución ácida como básica	Anfóteros
SiO ₂	Polimérico covalente	Se disuelve tanto en solución ácida como básica	Anfóteros
CO ₂	Molecular covalente	Se disuelve para dar un ácido débil	Ácidos
SO ₃	Molecular covalente	Se disuelve para dar un ácido fuerte	Aci

En resumen, los óxidos de los principales elementos del grupo muestran dos tendencias.

De izquierda a derecha a través de un Período, los óxidos cambian de iónico → covalente oligomérico/polimérico → covalente molecular
De izquierda a derecha a través de un Período, los óxidos cambian de iónico → covalente oligomérico/polimérico → covalente molecular.

Tendencias periódicas para los cloruros del grupo principal

La tendencia entre iónico y no iónico/covalente en el movimiento a través de un Período también es cierta para los cloruros de los elementos del grupo principal. Los de la izquierda (es decir, Grupo 1 y 2) son iónicos y solubles en agua, mientras que los de la derecha tienden a dar soluciones ácidas debido a reacciones con el agua y la formación de ácido clorhídrico, por ejemplo, (1.10.1).

\[SiCl_4 + 2 H_2O \rightarrow SiO_2 + 4 HCl_{(aq)}\]