TABLA PERIÓDICA Y CONFIGURACIÓN ELECTRONICA

INTRODUCCIÓN.  La tabla periódica es un instrumento muy importante y familiar para nuestras vidas que forma parte del material didáctico para cualquier estudiante y estudiante de la química, medicina e ingeniería. En la tabla periódica se obtienen datos necesarios de algún elemento determinado, conoceremos la historia de la tabla periódica, de quienes fueron los químicos en construir la tabla periódica que hoy conocemos y cuáles fueron las primeras clasificación de los elementos, como el descubrimiento de los elementos de la tabla periódica y la noción de cada elemento y las propiedades periódicas ya que cada elemento tiene casi la misma propiedad química, pero no se utilizan para la misma tarea, también se explicara sobre que es un peso atómico y quien fue el descubridor de la misma, ya que cada elemento de la tabla periódica posee diferente peso atómico. Ahora en nuestra actualidad la tabla periódica ya no posee la misma organización de elementos como antes, ahora ya se dividen en grupos las cuales son las columnas que observamos en alguna tabla periódica las cuales son 18 grupos y cada grupo le corresponde un nombre que caracteriza a todos los integrantes del mismo, como también están divididos en periodos las cuales son las filas que observamos en la tabla periódica y que son 7 periodos, pero sucede que el periodo 6 y 7 se une a la última tabla que se encuentra debajo de la otra tabla más grande la cual forma un total de 7 periodos y cada periódico se caracteriza que cada elemento está ordenado de forma que aquellos con propiedades químicas semejantes, se encuentren situados cerca uno de otro, pues conoceremos todo esta información adentrándonos a la lectura del siguiente tema la cual se detalló los más importante que encontraran en ello.
INDICADORES DE DESEMPEÑO: ·         Reconoce los modelos atómicos mencionados. ·     Describe los diferentes temas tratados como distribución electrónica, numero atómico, numero de masa, numero de electrones, numero de protones y numero de neutrones. ·         Identifica y ubica los elementos de la tabla periódica. ·         Diferencia entre periodos y grupos de la tabla periódica.

PRESABERES E IDEAS PREVIAS:   CONOCIMIENTOS PREVIOS 1.       ESTRUCTURA ATÓMICA Una de las primeras respuestas sobre la estructura de la materia se remonta a la Grecia antigua, 400 años antes de Cristo. Para los filósofos leucipo y su discípulo Demócrito, la materia podía dividirse y subdividirse sucesivamente, hasta llegar a un punto en el que no fuera posible otra división. Esta condición de no divisibilidad de la materia fue denominada átomo. Que en griego significa indivisible. De acuerdo con lo anterior los átomos se conciben como partículas indivisibles de la materia. El modelo atómico es una explicación a la estructura de la mínima cantidad de materia en la que se creía que se podía dividir una masa. Como consecuencia se descubrió la existencia de partículas de materias de menor masa que la de los átomos más pequeños. Esto condujo a la formulación de diversos modelos del átomo. A continuación observaremos los siguientes modelos atómicos: JONH DALTON: Imagino que el átomo eran como esferas compactas con tamaños y masas diferentes. Propuso tres postulados:  1. Los elementos están formados por partículas muy pequeñas llamadas átomos, los cuales son indestructibles e indivisibles.  2. Todos los átomos de un elemento son iguales y poseen el mismo peso mientras que los átomos de diferentes elementos además de ser diferentes tienen distintos pesos  3. Los átomos se unen en una relación sencilla para formar compuestos. THONMSON: logro determinar la existencia de partículas negativas dentro del átomo a estas partículas las llamo electrones, como el átomo es neutro él pensó que debería de existir una parte positiva que contrarrestara las partes negativas del electrón; por esta razón el considera que el átomo es una esfera de materia positiva y a los electrones metidos en ella. Por esta razón  se conoce como el modelo de pastel de pasas. RUTHERFORD: El átomo tiene un núcleo en el que está concentrada la masa y la carga positiva. Los electrones están en igual número de  cargas positivas del nucleo, pero están distribuidos en un espacio muy amplio fuera del núcleo. NIELS BOHR: propone que los electrones se desplazan alrededor del núcleo como un pequeño sistema planetario. Propuso 3 postulados: 1.       Los electrones se mueven alrededor del núcleo en trayectorias definidas llamadas orbitas. 2.       Los electrones están ubicados en niveles definidos de energía, los niveles más inferiores son los menos energéticos 3.       Cuando los electrones se mueven de un nivel a otro ganan o pierden energía 2.       MODELO DEL ÁTOMO MODERNO El surgimiento de la idea moderna de átomo fue posible gracias a los aportes hechos, entre otros, por Lavoisier que menciona según algunos razonamientos que los elementos están formados por partículas idénticas con masa definida. Estas partículas son las que actualmente denominamos átomos y los átomos a su vez están compuestos por electrones, protones y neutrones. La cantidad de electrones, protones y neutrones, permiten confeccionar el “documento de identidad de un átomo”, y que lo hace perfectamente identificable, tal como ocurre con las personas, en que el número de documento de una persona, no coincide con el de ninguna otra. En el "documento" del átomo constan d os números: el número atómico (Z) y el número másico o peso atómico (A). El número atómico se representa con la letra Z y su valor es el total de electrones que hay en el átomo. Recordemos que en todo elemento el número de electrones es igual al de protones, por lo que decimos que el átomo es eléctrica mente neutro Entonces el número atómico también indica la cantidad de protones. El otro número del "documento" es el número másico o peso atómico, se representa con la letra A, indica la sumatoria de protones y neutrones que hay en el núcleo. Con estos dos números sabremos todo acerca de un átomo. A= protones + neutrones Neutrones= A ( peso atómico) – Z ( numero atómico). Veamos un ejemplo en el que pondremos en práctica lo que acabamos de ver: el átomo de Litio, (Li) tiene un número atómico igual a tres, es decir, Z = 3, y su número másico es A = 7, lo que indica: electrones = 3 protones = 3 protones + neutrones = 7 Como el número de protones + neutrones = 7, si a esta cifra le restamos el número de protones (3), obtenemos la cantidad de neutrones: 4. O sea: Número másico o peso atómico = Número de protones (número atómico) + Número de neutrones O lo que es lo mismo: A = Z + N Número de neutrones = Número másico – Número de protones Es decir Neutrones = A - Z ELECTRONES: Un electrón es considerado como una partícula diminuta y fundamental que forma parte de la estructura del átomo con una  carga eléctrica negativa y que orbita alrededor del núcleo atómico. El electrón posee una masa aproximada de 9.1095 x 10-28 g y posee una carga eléctrica negativa de 1,60 x 10-19Coulomb, siendo la partícula atómica con carga más ligera jamás descubierta. Tiene una carga  de -1. PROTONES: Un protón es una partícula cargada positivamente que se encuentra dentro del núcleo atómico. El número de protones en el núcleo atómico es el que determina el número atómico de un elemento, como se indica en la tabla periódica de los elementos. El protón tiene carga +1. En masa, sin embargo, no hay competencia, la masa del protón es aproximadamente 1.6728x10-24g. NEUTRONES: Un neutrón es una partícula subatómica contenida en el núcleo atómico. No tiene carga eléctrica neta. La masa del neutrón es aproximadamente de 1.6749x10-24 g y una carga igual a 0.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICO-CONCEPTUAL:    DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA: Estudios posteriores revelaron que cada nivel de energía estaba formado por un conjunto de niveles próximos entre sí. Estos nuevos niveles de energía se denominaron subniveles. En el primer nivel de energía hay un único subnivel: en el nivel 2, hay dos subniveles; en el nivel 3, tres subniveles y en el nivel 4, cuatro subniveles. Dentro de cada nivel, los subniveles forman una serie que, ordenada de menor a mayor energía. Se designa con las letras s, p, d, y f. El número máximo de electrones que puede ocupar cada subnivel es: S: 2; p: 6; d: 10; y f: 14. Como en cada capa hay 1 orbital S, en la primera columna se podrán colocar 2 electrones. Al existir 3 orbitales P, en la segunda columna pueden colocarse hasta 6 electrones (dos por orbital). Como hay 5 orbitales d, en la tercera columna se colocan un máximo de 10 electrones y en la última columna, al haber 7 orbitales f, caben 14 electrones. Las distribuciones electrónicas sirven para ubicar a los electrones en los correspondientes niveles y subniveles de energía y orbitales. Conociendo el número atómico de un elemento químico, se puede hallar la distribución que sus electrones toman en los subniveles, según el orden ascendente de energía. Para realizar la distribución electrónica de un elemento, se debe tener en cuenta que los electrones ocupan primero los subniveles de menor energía, en orden ascendente. Para ello, lo mejor es utilizar el triangulo de Pauling: ELECTRONES DE VALENCIA O ESTADO DE OXIDACIÓN: Estos son los electrones que se encuentran en el último nivel energético de un átomo; siendo estos los responsables de la interacción entre átomos de distintas especies o entre los átomos de un mismo orbita REGLA DEL OCTETO: La tendencia de los iones de los elementos del sistema periódico es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de ocho electrones, de tal forma que adquiera una combinación muy estable. Esta configuración es semejante a la de un gas noble. La regla del octeto en definitiva indica que dos átomos iguales, al enlazarse, desarrollan una organización específica para que, al constituirse el enlace por la compartición de los pares de electrones, cada átomo adquiera la estructura de un gas noble. Así ambos átomos se encontraran rodeados de 8 electrones en su última capa de energía. EXCEPCIONES: Los átomos que no cumplen la regla en algunos compuestos son: boro, carbono, nitrógeno, oxigeno, flúor y fosforo. En algunos compuestos estos elementos forman hasta doble y triple enlace el carbono y el nitrógeno. El hidrogeno tiene un solo orbital en su capa de valencia la cual puede aceptar como máximo dos electrones, junto con el berilio que se completa con cuatro electrones y el boro que requiere de seis electrones. Los átomos no metálicos a partir del tercer periodo pueden formar octetos expandidos.   NIVELES DE ENERGÍA O CAPAS Si repasamos o recordamos los diferentes modelos atómico veremos que en esencia un átomo es parecido a un sistema planetario. El núcleo sería la estrella y los electrones serían los planetas que la circundan, girando eso sí (los electrones) en órbitas absolutamente no definidas, tanto que no se puede determinar ni el tiempo ni el lugar para ubicar un electrón. Los electrones tienen  al girar, distintos niveles de energía según la órbita (en el átomo se llama capa o nivel) que ocupen, más cercana o más lejana del núcleo. Entre más alejada del núcleo, mayor  nivel de energía en la órbita, por la tendencia a intercambiar o ceder electrones desde las capas más alejadas. Entendido el tema de las capas, y sabiendo que cada una de ellas representa un nivel de energía en el átomo, diremos que: Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones para girar alrededor del núcleo, numerados del 1, el más interno o más cercano al núcleo (el que tiene menor nivel de energía), al 7, el más externo o más alejado del núcleo (el que tiene mayor nivel de energía). Estos niveles de energía corresponden al número cuántico principal (n) y además de numerarlos de 1 a 7, también se usan letras para denominarlos, partiendo con la K.  Así:   K =1, L = 2, M = 3, N = 4, O = 5, P = 6, Q = 7. A su vez, cada nivel de energía o capa tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f. Para determinar la configuración electrónica de un elemento sólo hay que saber cuántos electrones debemos acomodar y distribuir en los subniveles empezando con los de menor energía e ir llenando hasta que todos los electrones estén ubicados donde les corresponde. Recordemos que partiendo desde el subnivel s, hacia p, d o f se aumenta el nivel de energía. TABLA PERIÓDICA La tabla periódica de los elementos es la organización que, atendiendo a diversos criterios, distribuye los distintos elementos químicos conforme a ciertas características. 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 a 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.  Anteriormente se utilizaban numeros 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. 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 delEscandio (tierras raras yactinidos) ·         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 delManganeso ·         Grupo 8 (VIII B): familia del Hierro ·         Grupo 9 (VIII B): familia delCobalto ·         Grupo 10 (VIII B): familia delNíquel ·         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 oanfígenos ·         Grupo 17 (VII A): halógenos ·         Grupo 18 (VIII A): gases nobles Grupos principales: bloques s y p. Grupos 1 y 2: Forman iones perdiendo los electrones mas externos, de acuerdo al número de grupo. Na -1 electrón             Na+          Ca  - 2 electrones             Ca2+ Los átomos de los no mentales forman iones negativos, ganan electrones. El numero de electrones ganados es normalmente: 18- N° de grupo. O= 18-16= 2 electrones   O2- Cl = 17-16= 1electron  Cl1- Los gases nobles no ganan electrones: 18-18= 0 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 numero 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. 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. 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. 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. 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.   METALES, METALOIDES Y NO METALES De acuerdo con las propiedades físicas y químicas que comparten, los elementos se pueden clasificar en tres grandes categorías: metales, metaloides y no metales. Los metales son sólidos generalmente brillantes, altamente conductores que forman aleaciones de unos con otros y compuestos iónicos similares a sales con compuestos no metálicos —siempre que no sean los gases nobles—. La mayoría de los no metales son gases incoloros o de colores; pueden formar enlaces covalentes con otros elementos no metálicos. Entre metales y no metales están los metaloides, que tienen propiedades intermedias o mixtas. Metales y no metales pueden clasificarse en subcategorías que muestran una gradación desde lo metálico a las propiedades no metálicas, de izquierda a derecha, en las filas: metales alcalinos —altamente reactivos—, metales alcalinoterreos —menos reactivos—, lantánidos y actinidos, metales de transición y metales post-transición. Los no metales se subdividen simplemente en no metales poliatómicos —que, por estar más cercanos a los metaloides, muestran cierto carácter metálico incipiente—, no metales diatómicos —que son esencialmente no metálicos— y los gases nobles, que son monoatómicos no metálicos y casi completamente inertes. Ocasionalmente también se señalan subgrupos dentro de los metales de transición, tales como metales refractarios y metales nobles. La colocación de los elementos en categorías y subcategorías en función de las propiedades compartidas es imperfecta. Hay un espectro de propiedades dentro de cada categoría y no es difícil encontrar coincidencias en los límites, como es el caso con la mayoría de los sistemas de clasificación.  El berilio, por ejemplo, se clasifica como un metal alcalinotérreo, aunque su composición química anfótera y su tendencia a formar compuestos covalentes son dos atributos de un metal de transición químicamente débil o posterior. El radón se clasifica como un no metal y un gas noble aunque tiene algunas características químicas catiónicas más características de un metal.   PRÁCTICA:        1.       Se realizara un gel antibacterial. Materiales: ·         Gel de cualquier marca ·         Loción o esencia ·         Colorante ·         Alcohol etílico (alcohol de farmacia) ·         Agua ·         Tarro ·         Jeringa sin la aguja ·         Guantes. APLICACIÓN: 1.       Haga un dibujo referente a cada una de las teorías del átomo con su respectiva explicación. 2.       Si un átomo tiene 10 protones, tendrá: a.       10 electrones y 10 neutrones b.      5 electrones y 5 neutrones c.       10 electrones d.      10 neutrones 3.       Completa la siguiente tabla: Nombre Del Elemento Numero Atómico (Z) Numero De Masa (A=Z+N) Electrones Neutrones Magnesio (Mg) 12 12 Hierro (Fe) 56 Nitrógeno (N) 14 7 Aluminio (Al) 13 27 Oxigeno (O) 8 8 4.       A cada uno de los siguientes elementos indicar cual es su nombre, numero de protones, electrones y neutrones. Ubicarlos en la tabla periódica.     2311Na 74 33As 65 30Zn         223 87Fr         30 15P                 197 79Au        78 34Se 5.       Escribe los números atómicos de los siguientes elementos: Ba, Ag, Cl, K, S, P, Ne, Cr, Ca, U, Mn. 6.       Localiza la masa atómica de los siguientes elementos: O, Ra, Fe, Zn, Kr, C, Au, Hg. 7.       Clasifica los siguientes elementos de acuerdo al periodo que pertenecen: F, As, Br, K, I, Pt, He, Cr, Al, Pb, Ba, Ni, N. 8.       Un elemento está ubicado en el cuarto periodo y en el grupo 7ª (grupo 17). ¿cuál es su nombre? ¿Cuántos electrones tiene? ¿Cuánto es su peso atómico? y ¿cuánto es número atómico? 9.       Realice la distribución electrónica del hidrogeno, helio, carbono, oxigeno, neón, cloro, litio. Y mencione ¿Cuántos electrones tiene cada uno en su último nivel de energía? 10.   Hacer la configuración electrónica de los siguientes elementos: Rb, Sb, Sr, Sn, Ge, Ag, Cu, Fe, Co, Mn, Na, Br, Kr, Li. CONSULTA Y/O INVESTIGACIÓN:  1)      Dibujar la tabla periódica con los periodos y grupos. A los elementos colocarles en cada casilla peso atómico, numero atómico, símbolo y nombre. 2)      Dibujar otra tabla periódica pero con colores diferentes para diferenciar entre metales, no metales, metales de transición, alcalinotérreos y lantánidos. BIBLIOGRAFÍA/WEBGRAFÍA:           http://www.monografias.com/trabajos99/la-tabla-periodica/la-tabla-periodica.shtml#ixzz49AL2QpcZ ·         Elizabeth C. PATTERSON: John Dalton and the atomic theory. Garden City (Nueva York): Anchor, 1970. ·         Schumm (2004). Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. Johns Hopkins University Press.  ·         https://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3dica_de_los_elementos      Parga, L. Diana Lineth; Mora, P. William Manuel; Ramírez, S. Ricardo; Nuevo Investiguemos 7º; Ciencias Naturales y de la salud; 2000; Bogotá, Colombia