CLASES, FAMILIAS, GRUPOS, PERIODOS Y BLOQUES
CLASIFICACIÓN PERIÓDICA
Estructura y organización de la tabla periódica
La tabla periódica actual es un sistema donde se clasifican
los elementos conocidos hasta la fecha. Se colocan de izquierda a derecha y de
arriba abajo en orden creciente de sus números atómicos. Los elementos están
ordenados en siete hileras horizontales llamadas periodos, y en 18 columnas
verticales llamadas grupos o familias.
Hacia abajo y a la izquierda aumenta el radio atómico y el
radio iónico.
Hacia arriba y a la derecha aumenta la energía de
ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad.
Grupos
A
las columnas verticales de la tabla periódica se las conoce como grupos o
familias. Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar. En virtud de un
convenio internacional de denominación, los grupos están numerados de 1 a 18
desde la columna más a la izquierda —los metales alcalinos— hasta la columna
más a la derecha —los gases nobles—.54 Anteriormente se utilizaban números
romanos según la última cifra del convenio de denominación de hoy en día —por
ejemplo, los elementos del grupo 4 estaban en el IVB y los del grupo 14 en el
IVA—. En Estados Unidos, los números romanos fueron seguidos por una letra «A»
si el grupo estaba en el bloque s o p, o una «B» si pertenecía al d. En Europa,
se utilizaban letras en forma similar, excepto que «A» se usaba si era un grupo
precedente al 10, y «B» para el 10 o posteriores. Además, solía tratarse a los
grupos 8, 9 y 10 como un único grupo triple, conocido colectiva mente en ambas
notaciones como grupo VIII. En 1988 se puso en uso el nuevo sistema de
nomenclatura IUPAC se pone en uso, y se desecharon los nombres de grupo
previos.
Algunos de estos grupos tienen nombres triviales —no
sistemáticos—, como se ve en la tabla de abajo, aunque no siempre se utilizan.
Los grupos del 3 al 10 no tienen nombres comunes y se denominan simplemente
mediante sus números de grupo o por el nombre de su primer miembro —por
ejemplo, «el grupo de escandio» para el 3—, ya que presentan un menor número de
similitudes y/o tendencias verticales.
Grupo 1 (I A): metales alcalinos
Grupo 2 (II A): metales alcalinotérreos
Grupo 3 (III B): familia del Escandio (tierras raras y
actinidos)
Grupo 4 (IV B): familia del Titanio
Grupo 5 (V B): familia del Vanadio
Grupo 6 (VI B): familia del Cromo
Grupo 7 (VII B): familia del Manganeso
Grupo 8 (VIII B): familia del Hierro
Grupo 9 (VIII B): familia del Cobalto
Grupo 10 (VIII B): familia del Níquel
Grupo 11 (I B): familia del Cobre
Grupo 12 (II B): familia del Zinc
Grupo 13 (III A): térreos
Grupo 14 (IV A): carbonoideos
Grupo 15 (V A): nitrogenoideos
Grupo 16 (VI A): calcógenos o anfígenos
Grupo 17 (VII A): halógenos
Grupo 18 (VIII A): gases nobles
La explicación moderna del ordenamiento en la tabla
periódica es que los elementos de un grupo poseen configuraciones electrónicas
similares y la misma valencia, entendida como el 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 y
muestran una tendencia clara en sus propiedades al aumentar el número
atómico.56
Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una
configuración electrónica ns1 y una valencia de 1 —un electrón externo— y todos
tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los
elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales
tienen lleno su último nivel de energía —regla del octeto— y, por ello, son
excepcionalmente no reactivos y son también llamados «gases inertes».
Los elementos de un mismo grupo tienden a mostrar patrones
en el radio atómico, energía de ionización y electronegatividad. De arriba
abajo en un grupo, aumentan los radios atómicos de los elementos. Puesto que
hay niveles de energía más llenos, los electrones de valencia se encuentran más
alejados del núcleo. Desde la parte superior, cada elemento sucesivo tiene una
energía de ionización más baja, ya que es más fácil quitar un electrón en los
átomos que están menos fuertemente unidos. Del mismo modo, un grupo tiene una
disminución de electronegatividad desde la parte superior a la inferior debido
a una distancia cada vez mayor entre los electrones de valencia y el núcleo.57
Hay excepciones a estas tendencias, como por ejemplo lo que
ocurre en el grupo 11, donde la electronegatividad aumenta más abajo en el
grupo.58 Además, en algunas partes de la tabla periódica como los bloques d y
f, las similitudes horizontales pueden ser tan o más pronunciadas que las
verticales.596061
Períodos
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas
períodos. El número de niveles energéticos de un átomo determina el periodo
al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintos subniveles, que
conforme aumenta su número atómico se van llenando en este orden:
1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su
configuración electrónica y da forma a la tabla periódica.
Los elementos en el mismo período muestran tendencias
similares en radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y
electronegatividad. En un período el radio atómico normalmente decrece si nos
desplazamos hacia la derecha debido a que cada elemento sucesivo añadió
protones y electrones, lo que provoca que este último sea arrastrado más cerca
del núcleo.63 Esta disminución del radio atómico también causa que la energía
de ionización y la electronegatividad aumenten de izquierda a derecha en un
período, debido a la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones.57 La
afinidad electrónica también muestra una leve tendencia a lo largo de un
período. Los metales —a la izquierda— generalmente tienen una afinidad menor
que los no metales —a la derecha del período—, excepto para los gases
nobles.
La tabla periódica consta de 7 períodos:
Período 1
Período 2
Período 3
Período 4
Período 5
Período 6
Período 7
Bloques
La tabla periódica se puede también dividir en bloques de
acuerdo a la secuencia en la que se llenan las capas de electrones de los
elementos. Cada bloque se denomina según el orbital en el que el en teoría
reside el último electrón: s, p, d y f.65n. 4 El bloque s comprende los dos
primeros grupos (metales alcalinos y alcalinotérreos), así como el hidrógeno y
el helio. El bloque p comprende los últimos seis grupos —que son grupos del 13
al 18 en la IUPAC (3A a 8A en América)— y contiene, entre otros elementos,
todos los metaloides. El bloque d comprende los grupos 3 a 12 —o 3B a 2B en la
numeración americana de grupo— y contiene todos los metales de transición. El
bloque f, a menudo colocado por debajo del resto de la tabla periódica, no
tiene números de grupo y se compone de lantánidos y actínidos.66 Podría haber
más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o
descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.
Así surge el bloque g, que es un bloque hipotético.
Clases
METALOIDES
Los metaloides o semimetales son elementos químicos que no
se pueden clasificar dentro de los metales, ni tampoco dentro de los no
metales, porque presentan características de ambos, por ejemplo, los metales
son conductores, los no metales son aislantes, mientras que los metaloides son
semiconductores, que transmiten la corriente eléctrica en un solo sentido.
Junto con los Metales y los No metales, los Metaloides comprenden una de las
tres categorías de elementos químicos siguiendo una clasificación de acuerdo
con las propiedades de enlace e ionización. Sus propiedades son intermedias
entre los metales y los no metales
NO METALES
No metales se denomina a los elementos químicos que no son
metales. Los no metales, excepto el hidrógeno, están situados en la tabla
periódica de los elementos en el bloque p. Los elementos de este bloque
son no-metales, excepto los metaloides
todos los gases nobles y algunos metales .Los no metales forman la mayor parte
de la tierra, especialmente las capas más externas, y los organismos están
compuestos en su mayor parte por no metales. Junto con los metales y los
metaloides (o semimetales), los no metales comprenden una de las tres
categorías de elementos químicos siguiendo una clasificación de acuerdo con las
propiedades de enlace e ionización. Se caracterizan por presentar una alta
electronegatividad, por lo que es más fácil que ganen electrones a que los
pierdan. Los no metales, excepto el hidrógeno, están situados en la tabla
periódica de los elementos en el bloque p. De este bloque, excepto los
metaloides y, generalmente, gases nobles, se considera que todos son no
metales. El hidrógeno normalmente se sitúa encima de los metales alcalinos,
pero normalmente se comporta como un no metal. Un no metal suele ser aislante o
semiconductor de la electricidad. Los no metales suelen formar enlaces iónicos
con los metales, ganando electrones, o enlaces covalentes con otros no metales,
compartiendo electrones. Sus óxidos son ácidos. Los no metales se encuentran en
el lado derecho de la tabla periódica a excepción del hidrógeno que por lo
general se encuentra en la esquina superior izquierda o en medio, en la tabla
que se presenta a continuación están en color azul claro.
METALES
Metal se usa para denominar a los elementos químicos
caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseen
alta densidad, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio);
sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución. Esto le da la
capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la
capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. El concepto de
metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características
metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de
la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una
línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales
tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por lo que es más
fácil que los metales cedan electrones y más difícil que los ganen.
GASES NOBLES
Los gases nobles son los elementos más estables que se
conocen, se considera esto porque sus átomos tienen todos sus orbitales
completos. Por esta razón se cree que los demás elementos se unen entre sí,
para adquirir los electrones necesarios, para sus átomos y sean tan estables
como los de los gases nobles; esto se logra cuando en el último nivel tengan
ocho electrones. Los gases inertes son
un grupo de elementos químicos con propiedades muy similares: bajo condiciones
normales, son gases monoatómicos inodoros, 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 , neón ,argón , kriptón , xenón y el radioactivo radón . Hasta ahora el
siguiente miembro del grupo, el ununoctio
(Uuo) , ha sido sintetizado en un acelerador de partículas, pero se conoce
muy poco de sus propiedades debido a la pequeña cantidad producida y su corta
vida media.
Familias
Familia A. (elementos representativos)
n química y física atómicas, los elementos representativos o
elementos de los grupos principales son elementos químicos de los grupos largos
de la tabla periódica, encabezados por los elementos hidrógeno, berilio, boro,
carbono, nitrógeno, oxígeno, flúor y helio, tal como aparecen en la tabla
periódica de los elementos. Se caracterizan por presentar configuraciones electrónicas
“externas” en su estado fundamental que van desde ns1 hasta ns2np6, a
diferencia de los elementos de transición y de los elementos de transición
interna.
Los elementos representativos son los elementos de los
grupos 1 y 2 (bloque s), y de los grupos de 13 a 17 (bloque p).2 Hasta hace
unos años, estos grupos se identificaban con números romanos del I al VII con
la letra A.3 Los elementos del grupo 12 son generalmente considerados como
metales de transición, sin embargo, el zinc (Zn), el cadmio (Cd), y el mercurio
(Hg) comparten algunas propiedades de ambos grupos, y algunos científicos creen
que deben ser incluidos como elementos representativos o elementos de los
grupos principales.
Los elementos representativos (con algunos de los metales de
transición más ligeros) son los elementos más abundantes en la tierra, en el
sistema solar, y en el universo.
Familia B.(elementos de transición)
Los elementos de transición
Son aquellos elementos químicos que están situados en la
parte central del sistema periódico, en el bloque d, cuya principal
característica es la inclusión en su configuración electrónica del orbital d,
parcialmente lleno de electrones. Esta definición se puede ampliar considerando
como elementos de transición a aquellos que poseen electrones alojados en el
orbital d, esto incluiría a zinc, cadmio, y mercurio. La IUPAC define un metal
de transición como “un elemento cuyo átomo tiene una subcapa d incompleta o que
puede dar lugar a cationes”.
Son metales de transición, ya que tienen una configuración
d10. Solo se forman unas pocas especies transitorias de estos elementos que dan
lugar a iones con una subcapa d parcialmente completa. Por ejemplo mercurio (I)
solo se encuentra como Hg22+, el cual no forma un ion aislado con una subcapa
parcialmente llena, por lo que los tres elementos son inconsistentes con la
definición anterior. Estos forman iones
con estado de oxidación 2+, pero conservan la configuración 4 d10. El elemento
112 podría también ser excluido aunque sus propiedades de oxidación no son
observadas debido a su naturaleza radioactiva. Esta definición corresponde a
los grupos 3 a 11 de la tabla periódica.
El nitrógeno, presente en las bases pirimidínicas y
purínicas que forman compuestos tan importantes como el ADN, aparte de formar
parte de los grupos amino en los aminoácidos.
El azufre, presente en algunas proteínas que forman nuestro
cuerpo. Algunas forman puentes disulfuro, replegando la proteína sobre sí misma
(la técnica se usa para hacer la permanente en el pelo).
El Carbono
Es un elemento químico incluido en la tabla periódica, con
numero atómico 6 y símbolo C; a temperatura ambiente se encuentra en estado se
encuentra en estado sólido y puede encontrarse en distintas formas alotrópicas
como grafito o diamante.En la química orgánica, este elemento es su base, ya
que se conocen más de 16 millones de compuestos a base de carbono, además, se
encuentra presente en todos los seres vivos conocidos.
importancia en la naturaleza
Es un componente esencial para los vegetales y animales
(seres vivos en general); también, forma parte de compuestos como la glucosa,
el cual es un carbohidrato importante para la realización de procesos como
respiración, o en forma de dióxido de carbono en el proceso de fotosíntesis (en
el caso de los vegetales), en donde al año casi el 5% de las reservas de CO²
que se encuentran en la atmosfera son gastados en este proceso.
oxígeno
Todos somos concientes de lo necesario que es el oxígeno
para nosotros y de cuánto consumimos a diario, pero no todos están seguros de
saber cuál es la importancia del oxígeno en nuestra vida.
El oxígeno, O2, es esencial para nosotros ya que es nuestro
principal purificador, que se encarga de oxidar las toxinas y los desperdicios
que genera nuestro cuerpo para que nuestro organismo pueda liberarse y
deshacerse de ellos por los métodos de eliminación conocidos.
El oxígeno es de vital importancia para nosotros, ya que
gracias a él demostramos salud, energía y debido a la gran contaminación que
generamos en el medio ambiente y a la calidad de vida muy baja que tenemos, no
lo podemos aprovechar como deberíamos.
La baja oxigenación a nivel celular, también está acompañada
de una mala alimentación, es decir una dieta carente de enzimas, vitaminas,
minerales, aminoácidos, etcétera.Estudios que se han realizado en ciudades con
una tecnología de un gran nivel de avanzada revelan que las principales causas
de muerte son la diabetes, artritis, cáncer, obesidad y enfermedades
coronarias.
Elemento químico esencial
Se llaman elementos químicos esenciales a una serie de
elementos que se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de
organismos determinados. Para que un elemento se considere esencial, este debe
cumplir cuatro condiciones:
La ingesta insuficiente del elemento provoca deficiencias
funcionales, reversibles si el elemento vuelve a estar en las concentraciones
adecuadas.
Sin el elemento, el organismo no crece ni completa su ciclo
vital.
El elemento influye directamente en el organismo y está
involucrado en sus procesos metabólicos.
El efecto de dicho elemento no puede ser reemplazado por
ningún otro elemento.
Causas de la esencialidad[editar]
Hay elementos que están presentes en un organismo, pero se
cree que no son esenciales. En el caso de que se quiera comprobar si la
deficiencia de un elemento puede afectar a un organismo, el estudio es
complicado por las pequeñas concentraciones que se manejan: es posible que el
elemento llegue de forma inadvertida al organismo o puede suceder que el
organismo sea capaz de aguantar con las reservas que tiene y no observarse
deficiencia hasta pasadas varias generaciones. Normalmente la esencialidad se
demuestra cuando se descubre una función biológica para algún compuesto del
elemento. Se cree que estos elementos químicos se han convertido en esenciales
debido a su abundancia y asequibilidad. Así, existe una buena relación entre la
esencialidad de un elemento y su abundancia en la corteza terrestre o en el
agua de mar.
En los casos en los que un elemento es abundante pero no
esencial, se explica teniendo en cuenta que es difícil disponer de él. Por
ejemplo, el aluminio es un elemento muy abundante en la corteza terrestre y no
es un elemento esencial, seguramente debido a que forma compuestos muy
insolubles en agua y los organismos no lo pueden captar fácilmente. También las
condiciones han cambiado desde los inicios de la vida y los organismos han
podido ir adaptándose a los cambios producidos. Por ejemplo, el hierro ahora es
poco asequible, pues principalmente está como Fe3+ que forma compuestos poco
solubles y los organismos tienen que formar complejos solubles para captarlo.
Sin embargo, cuando la atmósfera era menos oxidante se encontraba
principalmente como Fe2+, el cual sí forma compuestos más solubles.
GRUPO
|
FAMILIA
|
I A
| Metales alcalinos |
II A
| Metales alcalinotérreos |
III A
| Familia del boro |
IV A
| Familia del carbono |
V A
| Familia del nitrógeno |
VI A
| Calcógenos |
VII A
| Halógenos |
VIII A
| Gases nobles |
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