1.2: Organización de los Elementos - La Tabla Periódica

El número de protones en el núcleo de un elemento se denomina número atómico de ese elemento. Los químicos suelen colocar los elementos en orden de aumentar los números atómicos en un arreglo especial que se llama tabla periódica.

La tabla periódica no es simplemente una cuadrícula de elementos dispuestos numéricamente. En la tabla periódica, los elementos están dispuestos en filas horizontales llamadas periodos (numerados en azul) y verticalmente en columnas llamadas grupos. Estos grupos están numerados por dos esquemas, algo contradictorios. En la presentación más simple, favorecida por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), los grupos se numeran simplemente 1-18. La convención en gran parte del mundo, sin embargo, es numerar los dos primeros grupos 1A y 2A, los últimos seis grupos 3A-8A; los diez grupos del medio se numeran entonces 1B-8B (¡pero no en ese orden!). Si bien la numeración de la IUPAC parece mucho más sencilla, en este texto utilizaremos la nomenclatura actual de Estados Unidos (1A-8A). La razón de esta elección se hará más evidente en el Capítulo 3 cuando discutamos con más detalle la “valencia” y la configuración electrónica. El diseño real de la tabla periódica se basa en la agrupación de los elementos según las propiedades químicas. Por ejemplo, los elementos de cada Grupo de la tabla periódica (cada columna vertical) compartirán muchas de las mismas propiedades químicas. A medida que discutamos las propiedades de los elementos y las formas en que se combinan con otros elementos, las razones de esta disposición particular de la tabla periódica se harán más evidentes.

Como puede ver, cada elemento de la tabla periódica está representado por una caja que contiene el símbolo químico, el número atómico (el número de protones en el núcleo) y la masa atómica del elemento. Recuerde que la masa atómica es el promedio ponderado de las masas de todos los isótopos naturales del elemento particular.

Las tablas periódicas suelen ser coloreadas, o sombreadas, para distinguir grupos de elementos que tienen propiedades similares o reactividad química. La clasificación más amplia es en metales, metaloides (o semimetales) y no metales. Los elementos de los Grupos 1A — 8A se denominan elementos representativos y los elementos de los Grupos 3 - 15 se denominan los metales de transición. los elementos metálicos se muestran en púrpura. Los metales son sólidos (excepto el mercurio), pueden conducir electricidad y generalmente son maleables (se pueden enrollar en láminas) y son dúctiles (se pueden extraer en cables). Los metales suelen separarse en los metales del grupo principal (los elementos coloreados púrpura en los Grupos 1A - 5A) y los metales de transición (en los Grupos 3 — 15). Los no metales (amarillo en la Figura) no conducen electricidad (con la excepción del carbono en forma de grafito) y tienen una variedad de estados físicos (algunos son sólidos, algunos líquidos y algunos gases). Dos subclases importantes de no metales son los halógenos (Grupo 7A) y los gases inertes (o gases nobles; Grupo 8A). En la frontera entre metales y no metales se encuentran los elementos boro, silicio, germanio, astatina, antimonio y teluro. Estos elementos comparten propiedades físicas de metales y no metales y se denominan metaloides, o semimetales. Los semiconductores comunes de silicio y germanio se encuentran en este grupo y son sus propiedades eléctricas únicas las que hacen posibles los transistores y otros dispositivos de estado sólido. Posteriormente en este libro veremos que la posición de los elementos en la tabla periódica también se correlaciona con su reactividad química.