¿Qué es la Tabla Periódica?

La tabla periódica es una organización de todos los elementos químicos conocidos. Los elementos están ordenados según su número atómico, es decir, la cantidad de protones que posee cada uno. En el año 1869, Dmitri Mendeléyev presentó una de las primeras tablas periódicas y dejó espacios vacíos en ella porque predijo que existían elementos que todavía no habían sido descubiertos.

Organización de la Tabla

• Grupos: Son las columnas verticales de la tabla. Los elementos que pertenecen a un mismo grupo tienen propiedades químicas parecidas. En los llamados elementos representativos, el número de grupo indica la cantidad de electrones de valencia que posee el átomo.
• Períodos: Son las filas horizontales de la tabla. Estos indican de forma directa la cantidad de niveles de energía que posee un átomo.
• Bloques: La tabla periódica se divide estructuralmente en cuatro bloques principales según el orbital donde se encuentran sus últimos electrones: Bloque s, Bloque p, Bloque d (que corresponde a los metales de transición) y Bloque f (que corresponde a la transición interna, conformada por lantánidos y actínidos).

Principio de Aufbau o de Mínima Energía

Este principio establece que los electrones ocupan primero los niveles de energía más bajos y luego los más altos. Sus características principales son:

1. La distribución electrónica se realiza siempre en orden creciente de energía.
2. Los electrones buscan la menor energía posible para lograr estabilidad.
3. No se comienzan a llenar los niveles superiores hasta que se completen los niveles inferiores.

Capa de Valencia

La capa de valencia es el último nivel de energía de un átomo. Contiene a los electrones más externos, los cuales participan directamente en los enlaces químicos y determinan cómo va a reaccionar un elemento con otros.

Elementos Representativos y de Transición

• Elementos Representativos: Pertenecen a los grupos principales de la tabla periódica. El número de su grupo indica directamente sus electrones de valencia, y esta cantidad determina cómo reaccionan.
• Metales de Transición: Se encuentran ubicados en la parte central de la tabla periódica. Se caracterizan por ser buenos conductores del calor y la electricidad, presentar brillo metálico, ser resistentes y duraderos, presentar distintos estados de oxidación y ser muy utilizados en la industria.

Familias Químicas de la Tabla Periódica

• Metales Alcalinos: Pertenecen al Grupo 1. Tienen un solo electrón de valencia, son elementos muy reactivos, forman iones con carga +1 (cationes) y no se encuentran libres en la naturaleza.
• Metales Alcalinotérreos: Pertenecen al Grupo 2. Tienen dos electrones de valencia, son menos reactivos que los metales alcalinos, forman iones con carga +2 y se encuentran comúnmente en forma de minerales.
• Halógenos: Pertenecen al Grupo 17. Son elementos no metales y son muy reactivos. Necesitan ganar exactamente un electrón para completar su capa de valencia y forman sales al combinarse con metales.
• Gases Nobles: Pertenecen al Grupo 18. Tienen la capa de valencia completamente llena, lo que los hace muy estables químicamente. Reaccionan muy poco con otros elementos y se encuentran siempre en estado gaseoso.

Conceptos Tecnológicos y de Materiales

• Aleaciones: Son mezclas homogéneas de dos o más elementos, donde al menos uno de ellos debe ser obligatoriamente un metal. Se realizan para mejorar propiedades de los materiales puros, como la resistencia y la dureza.
• Metaloides: Presentan características intermedias entre los metales y los no metales. No poseen todas las propiedades de los metales ni todas las de los no metales, y algunos son muy utilizados en la industria electrónica.
• No Metales: No presentan brillo metálico, son malos conductores del calor y la electricidad, y no son maleables ni dúctiles. Muchos se encuentran en estado gaseoso y tienden a ganar electrones cuando reaccionan con otros elementos.
• Diferencia entre Dureza y Resistencia Mecánica: La dureza es la resistencia específica que ofrece un material a ser rayado o penetrado por otro cuerpo. En cambio, la resistencia mecánica es la capacidad que tiene un material para soportar un esfuerzo o fuerza externa sin romperse ni deformarse.

Propiedades Periódicas

Las propiedades periódicas son características físicas y químicas de los elementos que varían en forma regular y predecible a lo largo de la tabla periódica.

Radio Atómico

Es la distancia física que existe desde el núcleo del átomo hasta el electrón de valencia más extremo de un átomo neutro.

• Tendencia en el Período: Disminuye de izquierda a derecha. Esto ocurre porque aumenta el número de protones en el núcleo (mayor carga nuclear efectiva), lo que genera una mayor fuerza de atracción sobre los mismos niveles de electrones, encogiendo el átomo.
• Tendencia en el Grupo: Aumenta de arriba hacia abajo. Esto se debe a que se van agregando nuevos niveles de energía, provocando que los electrones externos se ubiquen cada vez más lejos del núcleo.

Radio Iónico

Es el radio que posee un ion, es decir, un átomo que ha ganado o perdido electrones variando su tamaño original.

• Catión (+): Se forma cuando un átomo pierde electrones. Su radio es siempre menor que el del átomo neutro original debido a que disminuye la repulsión electrónica y, en ocasiones, se pierde una capa de energía completa (Ejemplo: $Li^+ < Li$).
• Anión (-): Se forma cuando un átomo gana electrones. Su radio es siempre mayor que el del átomo neutro porque el aumento de electrones incrementa la repulsión entre ellos, expandiendo la nube electrónica (Ejemplo: $Cl^- > Cl$).

Energía de Ionización

Es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo neutro en estado gaseoso. Su tendencia es inversa a la del radio atómico.

• Tendencia en el Período: Aumenta de izquierda a derecha. Al estar el electrón más cerca del núcleo y más retenido, cuesta mucha más energía sacarlo.
• Tendencia en el Grupo: Disminuye de arriba hacia abajo. El electrón de valencia está más lejos del núcleo, por lo tanto, la atracción es menor y se requiere menos energía para arrancarlo.

Afinidad Electrónica

Es la energía que se libera cuando un átomo neutro en estado gaseoso gana un electrón para convertirse en un anión.

• Tendencia en el Período: Generalmente aumenta de izquierda a derecha. Esto es especialmente notorio en los no metales, los cuales liberan mucha energía al aproximarse a completar su octeto electrónico estable.
• Tendencia en el Grupo: Disminuye de arriba hacia abajo. El electrón nuevo queda acoplado en un nivel más lejano respecto de la fuerza de atracción del núcleo.

Electronegatividad

Es la capacidad química que tiene un átomo enlazado para atraer hacia sí mismo el par de electrones que comparte en dicho enlace.

• Tendencia en el Período: Aumenta de izquierda a derecha. El Flúor (F) posee el valor máximo con una puntuación de 4.
• Tendencia en el Grupo: Disminuye de arriba hacia abajo. El Francio (Fr) posee el valor mínimo con una puntuación de 0,7.

El estado de oxidación representa la carga aparente que tendría un átomo si todos los enlaces químicos que forma fueran completamente iónicos. Este número indica de forma matemática si el átomo ganó electrones (signo negativo) o si perdió electrones (signo positivo) durante una reacción. Un mismo elemento químico puede poseer diferentes estados de oxidación según el compuesto que esté integrando.

Tendencia de Estados de Oxidación en Grupos Representativos

• Grupo 1: Su estado de oxidación es siempre +1 (Ejemplo: $Na^+$).
• Grupo 2: Su estado de oxidación es siempre +2 (Ejemplo: $Mg^{2+}$).
• Grupo 13: El estado de oxidación +3 es el más común.
• Grupo 14: Presentan principalmente los estados +2 y +4.
• Grupo 15: Presentan los estados de oxidación -3, +3 y +5.
• Grupo 16: Presentan los estados de oxidación +2, +4 y +6.
• Grupo 17: Presentan los estados de oxidación -1, +1, +3, +5 y +7.

Etiquetas: configuración electrónica, electronegatividad, Elementos químicos, propiedades periódicas, química, Tabla Periódica