La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características; su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.
Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en sus propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos. La estructura actual fue diseñada por Alfred Werner a partir de la versión de Mendeléyev. En 1952, el científico costarricense Gil Chaverri (1921-2005) presentó una nueva versión basada en la estructura electrónica de los elementos, la cual permite ubicar las series lantánidos y los actínidos en una secuencia lógica de acuerdo con su número atómico.
Clasificación
- Periodos
A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. 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.
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, entendido como el número de electrones en la última capa, y por ello, tienen propiedades similares entre sí.
La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un grupo poseen configuraciones electrónicas similares y la misma valencia atómica, o número de electrones en la última capa.
Dado que las propiedades químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más externos, los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares.
Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 y entre paréntesis según el sistema estadounidense, los grupos de la tabla periódica son:
Los metales alcalinos son aquellos que se encuentran en el primer grupo dentro de la tabla periódica.
Con excepción del hidrógeno, son todos blancos, brillantes, muy activos, y se les encuentra combinados en forma de compuestos. Se les debe guardar en la atmósfera inerte o bajo aceite.
Se conocen con el nombre de metales alcalinotérreos los seis elementos que forman el grupo IIA del sistema periódico: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Son bivalentes y se les llama alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus óxidos.
Estos elementos son muy activos aunque no tanto como los del grupo I. Son buenos conductores del calor y la electricidad, son blancos y brillantes.
Como el nombre indica, manifiestan propiedades intermedias entre los metales alcalinos y los térreos; el magnesio y, sobre todo, el berilio son los que más se asemejan a estos.
Estos metales son difíciles de obtener, por lo que su empleo es muy restringido.
La familia del escandio se compone de todos los integrantes del Grupo 3 de la tabla periódica (antiguamente III B):
Escandio (Sc)
Itrio (Y)
Lantano (La)
Actinio (Ac)
La familia del titanio se compone de todos los integrantes del Grupo 4 de la tabla periódica (antiguamente IV B):
Titanio (Ti)
Circonio (Zr)
Hafnio (Hf)
Rutherfordio (Rf)
Estos metales son bastante reactivos (sobre todo cuando están en forma de esponja porosa, de gran superficie específica, son pirofóricos; esto es, al exponerse a la acción del aire se vuelven rojos e inflaman espontáneamente). Al estar compactos son pasivos, casi inatacables por cualquier agente atmosférico.
La familia del vanadio se compone de todos los integrantes del Grupo 5 y del 6 pasado por los metales consistentes de materia gris, estos se caracterizan por poseer calcio de estudios simontinosis aguda, y son el grupo 5,56 de la tabla periódica (antiguamente V B):
Vanadio (V)
Niobio (Nb)
Tantalo (Ta)
Dubnio (Db)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos representativos del nombre que los representa, en este caso es el vanadio.
La familia del cromo se compone de todos los integrantes del Grupo 6 de la tabla periódica (antiguamente VI B):
Cromo (Cr)
Molibdeno (Mo)
Volframio o Tungsteno (W)
Seaborgio (Sg)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos representativos del nombre que los representa. En este caso es el cromo.
La familia del manganeso se compone de todos los integrantes del Grupo 7 de la tabla periódica (antiguamente VII B): además se sitúa en el medio de los elementos de transición.
Manganeso (Mn)
Tecnecio (Tc)
Renio (Re)
Bohrio (Bh)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos representativos del nombre que los representa. En este caso es el manganeso.
La familia del hierro se compone de todos los integrantes del Grupo 8 de la tabla periódica (antiguamente VIII B):
Hierro (Fe)
Rutenio (Ru)
Osmio (Os)
Hassio (Hs)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos físico-químicos representativos del nombre que los representa. En este caso es el hierro.
La familia del cobalto se compone de todos los integrantes del Grupo 9 de la tabla periódica (antiguamente IX B):
Cobalto (Co)
Rodio (Rh)
Iridio (Ir)
Meitnerio (Mt)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos físico-químicos representativos del nombre que los representa. En este caso es el cobalto.
La familia del níquel se compone de todos los integrantes del Grupo 10 de la tabla periódica (antiguamente X B):
Níquel (Ni)
Paladio (Pd)
Platino (Pt)
Darmstadio (Ds)
(anteriormente Ununnilio (Uun)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos físico-químicos representativos del nombre que los representa. En este caso es el níquel.
La familia del cobre o vulgarmente conocidos como metales de acuñación se componen de todos los integrantes del Grupo 11 de la tabla periódica(antiguamente I B):
Cobre (Cu)
Plata (Ag)
Oro (Au)
Roentgenio (Rg) o Unununium (Uuu)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos físico-químicos representativos del nombre que los representa. En este caso es el Cobre.
La familia del Zinc se compone de todos los integrantes del Grupo 12 de la tabla periódica (antiguamente II B):
Zinc (Zn)
Cadmio (Cd)
Mercurio (Hg)
Copernicio (Cn) (anteriormente Ununbio (Uub)
Todos los elementos de este grupo tienen comportamientos físico-químicos representativos del nombre que los representa en este caso es el zinc.
Los elementos que pertenecen al grupo III, llamados térreos, son el boro, aluminio, galio, indio y talio. El primero del grupo, el boro, es un metaloide que no forma compuestos iónicos binarios ni reacciona con el oxígeno o el agua.
El siguiente elemento, el aluminio, forma fácilmente óxidos al exponerse al aire, y la capa de óxido que se deposita lo hace menos reactivo que el aluminio elemental. El aluminio también reacciona con el ácido clorhídrico (HCl) desprendiendo hidrógeno. Los restantes elementos del grupo tienden a perder solo los electrones de los orbitales formando iones unipositivos.
Estos metales forman también compuestos moleculares lo que muestra la variación gradual dentro de la tabla desde el carácter metálico al no metálico.
El grupo IV de la tabla periódica de los elementos (antiguo grupo IV A), también conocido como grupo del carbono o de los carbonoideos, está formado por los siguientes elementos: carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn) y plomo (Pb).
La mayoría de los elementos de este grupo son muy conocidos y difundidos, especialmente el carbono, elemento fundamental de la química orgánica. A su vez, el silicio es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre (28%), y de gran importancia en la sociedad a partir del siglo XXI, ya que es el elemento principal de los circuitos integrados.
Al bajar en el grupo, estos elementos van teniendo características cada vez más metálicas: el carbono es un no metal, el silicio y el germanio son semimetales, y el estaño y el plomo son metales.
El grupo del nitrógeno está compuesto por los elementos químicos del grupo 15 de la tabla periódica: nitrógeno (N), fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) y el elemento sintético ununpentio (Uup), cuyo descubrimiento aún no ha sido confirmado. Estos elementos también reciben el nombre de pnicógenos o nitrogenoideos.
Grupo 16 (VIA), los Calcógenos o Anfígenos:
Los cinco primeros elementos son no-metálicos, el último, polonio, es radioactivo. El oxígeno es un gas incoloro constituyente del aire. El agua y la tierra. El azufre es un sólido amarillo y sus compuestos por lo general son tóxicos o corrosivos. La química del teluro y selenio es compleja.
El grupo de los anfígenos o calcógenos es también llamado familia del oxígeno y es el grupo conocido antiguamente como VIA, y actualmente grupo 16 (según la IUPAC) en la tabla periódica de los elementos, formado por los siguientes elementos: oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se),telurio (Te) y polonio (Po).
Aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia, sus propiedades varían de no metálicas a metálicas en cierto grado, conforme aumenta su número atómico.
El flúor, el cloro, el bromo, el yodo y el astato, llamados metaloides halógenos, constituyen el grupo de los no metales monovalentes. Todos ellos son coloreados en estado gaseoso y, desde el punto de vista químico, presentan propiedades electronegativas muy acusadas, de donde se deriva la gran afinidad que tienen con el hidrógeno y los metales.
Los formadores de sal se encuentran combinados en la naturaleza por su gran actividad. Las sales de estos elementos con los de los grupos I y II están en los mares. Las propiedades de los halógenos son muy semejantes. La mayoría se sus compuestos derivados son tóxicos, irritantes, activos y tienen gran aplicación tanto en la industria como en el laboratorio.
Los gases nobles son un grupo de elementos químicos con propiedades muy similares: bajo condiciones normales, son gases monoatómico sinodoros, 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).
El neón, argón, kriptón y xenón se obtienen del aire usando los métodos de licuefacción y destilación fraccionada. El helio es típicamente separado del gas natural y el radón se aísla normalmente a partir del decaimiento radioactivo de compuestos disueltos del radio.
Los gases nobles tienen muchas aplicaciones importantes en industrias como iluminación, soldadura y exploración espacial. La combinación helio-oxígeno-nitrógeno (trimix) se emplea para respirar en inmersiones de profundidad para evitar que los buzos sufran el efecto narcótico del nitrógeno. Después de verse los riesgos causados por la inflamabilidad del hidrógeno, éste fue reemplazado por helio en los dirigibles y globos aerostáticos.
- En la tabla periódica los elementos están ordenados de forma que aquellos con propiedades químicas semejantes, se encuentren situados cerca uno de otro.
Los elementos se distribuyen en filas horizontales, llamadas períodos. Pero los periodos no son todos iguales, sino que el número de elementos que contienen va cambiando, aumentando al bajar en la tabla periódica.
El primer periodo tiene sólo dos elementos, el segundo y tercer periodo tienen ocho elementos, el cuarto y quinto periodos tienen dieciocho, el sexto periodo tiene treinta y dos elementos, y el séptimo no tiene los treinta y dos elementos porque está incompleto. Estos dos últimos periodos tienen catorce elementos separados, para no alargar demasiado la tabla y facilitar su trabajo con ella.
El periodo que ocupa un elemento coincide con su última capa electrónica. Es decir, un elemento con cinco capas electrónicas, estará en el quinto periodo. El hierro, por ejemplo, pertenece al cuarto periodo, ya que tiene cuatro capas electrónicas.
