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periódica) (Ejercicios
resueltos)(Introducción)(Historia)(Bloques y grupos de la tabla periódica)(Períodos y otras agrupaciones de la tabla periódica)(Propiedades periódicas)(Tendencias de las propiedades periódicas)(Los límites de la tabla periódica)(Referencias bibliográficas)(Versión documento word)
Períodos
En la tabla periódica de los elementos de la materia, estos se encuentran organizados en una serie de filas en sentido horizontal denominadas periodos. Los periodos aparecieron originalmente como un intento ad hoc “para un uso concreto sin explicación aparente” de organizar las columnas de los elementos con propiedades semejantes. Con el desarrollo de la teoría atómico y la propuesta de las capas de electrones en una configuración electrónica en la actualidad interpretamos los periodos como los grupos de átomos que tienen un máximo de electrones que llega a la misma capa. Cabe destacar que los elementos en los bloques s y p no comparten muchas similitudes en sentido horizontal, pero los elementos de los metales de transición (bloque d) y de las tierras raras (bloque f) si exhiben propiedades químicas semejantes en sentido horizontal. En la naturaleza los elementos estables solo llegan a llenar parcialmente el séptimo nivel, por lo que se ha requerido de síntesis artificiales para completar este, además aún se sigue investigado la posibilidad de poder sintetizar elementos en el octavo nivel.
Figura 17. Los periodos en la tabla periódica son las filas horizontales,
las tierras raras o miembros del grupo f hacen parte de los periodos 6 y 7,
solo que normalmente se los saca por cuestiones estéticas en las tablas periódicas
de mano.
Aunque el primer periodo contiene menos elementos que los
demás, también es cierto que estos dos elementos son los más comunes en todo
nuestro universo actual. Ninguno de los dos sigue la regla del octeto y tampoco
son capaces de hibridar “alterar su poder de combinación/enlace/valencia” en
condiciones normales. Los dos elementos son rarezas ya que pertenecen
simultáneamente a dos grupos. El hidrógeno por ejemplo estructuralmente se
asemeja a los demás miembros del grupo 1, pero en términos químicos puede
comportarse también como un elemento del grupo 17. Mientras que el helio tiene
estructura de un elemento del grupo 2, pero químicamente se comporta como un
elemento del grupo 18.
El segundo periodo de la tabla periódica, todos son
elementos que encabezan los grupos representativos y les dan nombre, por
ejemplo, el primer grupo es el del litio, el segundo el del berilio, el del
décimo séptimo es del flúor. También son los siguientes elementos más comunes y
a demás son de gran importancia en los seres vivos. El oxígeno es el segundo
elemento más común en el universo y el carbono es el cuarto más común.
Todos son elementos con isotopos estables, y algunos son muy
importantes para los seres vivos como el sodio.
Los elementos del cuarto periodo tienen elementos del bloque
s, el bloque p y por primera vez del bloque d. Muchos de los metales de este
nivel son importantes biológicamente, por ejemplo, el ADN no podría replicarse
en ausencia de potasio, ninguno de nosotros podría respirar sin hierro, y
muchísimas enzimas son marcos de incremento de reactividad para iones de zinc,
cobalto o níquel.
En este periodo tenemos algunos de los últimos metales
pesados con roles biológicos como el molibdeno y el yodo, así como el elemento
radioactivo más ligero, el tecnecio.
En este nivel se encuentra el elemento más pesado que pueden
usar los seres vivos, el tungsteno. A demás aparece el bloque f de elementos,
algunos de ellos son de los elementos más pesados estables, pero otros son
radioactivos. La mayoría son tóxicos, pero el oro y el platino tienden a
reaccionar muy poco.
Figura 18. Como se puede ver, la mayoría de los elementos en la naturaleza
son metales, y la mayoría de estos tienen un color semejante a la plata, son
grises.
Todos los elementos del grupo 7 son inestables y
radioactivos. A mayor masa se hacen más inestables, el uranio fue el primer
elemento límite pues los demás fueron descubiertos por síntesis y de allí que
reciben el nombre de transuránicos. Posteriormente se ha logrado aislar trazas
de plutonio e incluso de californio en la naturaleza, pero tan pobres que solo
son registrables con equipo de investigación de vanguardia. Los elementos
transuránicos se caracterizan por su poca cantidad, solo el einstenio ha
logrado sintetizarse hasta poderlo ver macroscópicamente, todos los demás han
sido aisladas en cantidades de laboratorio, por el ejemplo, el elemento 118
Ununoctium se conoce solo por ocho átomos. Las propiedades periódicas de los
elementos del grupo 7 parecen diluirse, pues solo el francio y el radio exiben
las propiedades de sus respectivos grupos.
Intuitivamente un metal es como el hierro y un no metal como
una roca o un plástico, pero en química la cosa es más complicada. El metal
arquetípico en nuestra mente, el hierro es solo un metal a medias de
convertirse en no metal en química, y es que la categoría de metal y no metal
obedece a un cambio continuo en la tabla periódica. Los metales más metálicos
en química son los metales alcalinos, siendo estos suaves y muy reactivos,
entonces ¿qué es un metal? Bueno al menos ya podemos excluir que sean duros y
estables. Lo que comparten todos los metales es un brillo liso y suave casi
cromado, el brillo metálico. Adicionalmente los metales se caracterizan por
conducir la electricidad con facilidad debido al enlace que mantiene unida su
estructura cuando se encuentran en el sólido elemental puro.
Para ser francos los metaloides también se ven como metales,
es decir poseen el brillo metálico cuando se encuentran en el sólido elemental
puro, pero no son buenos conductores de la electricidad o calor. Los no metales
se definen en base a no ser un metal, ya sé que es redundante pero es que los
no metales son diversos, los hay sólidos, los hay líquidos y los hay gases, por
lo que lo único que los unifica es carecer de carecer de los atributos de un
metal, es decir sin el brillo y sin la conductividad eléctrica cuando se
encuentran en el sólido.
Un elemento sintético es uno de los 24 elementos químicos
que no ocurren naturalmente en la Tierra: han sido creados por la manipulación
humana de partículas fundamentales en un reactor nuclear o acelerador de
partículas, o la explosión de una bomba atómica; por lo tanto, se denominan
"sintéticos" o "artificiales". Los elementos sintéticos son
aquellos con números atómicos 95-118, estos 24 elementos se crearon por primera
vez desde 1944. El mecanismo para la creación de un elemento sintético es
forzar protones adicionales. en el núcleo de un elemento con un número atómico
inferior a 95. Todos los elementos sintéticos son inestables, pero se
descomponen a un ritmo muy variable: su vida media oscila entre 15,6 millones
de años y unos pocos cientos de microsegundos.
Tabla 10. Tabla periódica con los elementos señalados según son metales, metaloides o no metales.
Luego se descubrió que otros siete elementos que fueron creados artificialmente, y por lo tanto inicialmente considerados sintéticos, existían en la naturaleza en pequeñas cantidades. El primero, tecnecio, fue creado en 1937. El plutonio, número atómico 94, sintetizado por primera vez en 1940, es otro de esos elementos. Es el elemento con el mayor número de protones (y un número atómico equivalente) en la naturaleza, pero lo hace en cantidades tan pequeñas que es mucho más práctico sintetizarlo. El plutonio es extremadamente conocido debido a su uso en bombas atómicas y reactores nucleares. Ningún elemento con un número atómico superior a 99 tiene ningún uso fuera de la investigación científica, ya que tienen vidas medias extremadamente cortas y, por lo tanto, nunca se han producido en grandes cantidades.
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