Magnitudes y unidades

CLASE		MAGNITUD	UNIDAD S.I. /SIMELA	UNIDAD TÉCNICA	OTRAS UNIDADES
FUNDAMENTALES ESCALARES		LONGITUD (x, d, l, r, h)	metro (m)	metro (m)	legua, milla, yarda, pulgada
		MASA (m)	kilogramo (kg)	U.T.M.	libra, onza
		TIEMPO (t)	segundo (s)	segundo (s)	minuto, hora,  día, año
		INTENSIDAD ELÉCTRICA (I)	ampere (A)		U.e.s(I)
		INTENSIDAD LUMINOSA (I)	candela (cd)		bujía decimal
		CANTIDAD DE MATERIA (n)	mol (mol)
		TEMPERATURA ABSOLUTA (T)	kelvin (K)     /    °C		ºF, ºR
DERIVADAS	Esc	SUPERFICIE (Sup.)	m2             /   area (á)	m2	acre
		VOLUMEN (V)	m3            /    litro (l)	m3	galón, barril
	VECTORIALES	VELOCIDAD (v)  v=x/t	m/s	m/s	Km/h,  millas/h, km/s
		ACELERACIÓN (a) a=Δv/t	m/s2	m/s2	cm/s2
		FUERZA (F)  F=m.a	newton (N)	kgf	dina  (g.cm/s2)
		PESO (p)  p=m.g	N (kg.m/s2)	kgf  ó  kp	dina
		IMPULSO (I)  I=F.t	N.s	kgf.s	dyn.s
		TRABAJO (T) T=F.x	joule (J)	kgm (kgf.m)	ergio  (din.cm) caloría (cal)
		TORQUE (M) M=F.d	N.m	kgf.m	din.m
	Esc	ENERGÍA  Ec=½m.v2	J (kg.m2/s2)	kgm	ergio  kW.h
		POTENCIA  P=T/t	watt (W) (kg.m2/s3)	kgm/s	erg/s   H.P.    C.V.

Tabla Periódica

TABLA PERIÓDICA

Llamamos Tabla Periódica a la clasificación de los elementos químicos en orden creciente de sus números atómicos, agrupados según sus propiedades.

Con el nacimiento mismo de la Química como ciencia, a fines del siglo XVIII, a medida que se reconocían los verdaderos elementos químicos y se descubrían otros nuevos, los científicos comenzaron a ver que estos tendían a formar grupos de características similares, en especial si se consideraban sus propiedades químicas.

Con el reconocimiento de la existencia del átomo y la medición de las masas atómicas de cada elemento se vio que podía establecerse un orden basado en esta característica que no se repetía en átomos de elementos diferentes.

Los primeros intentos más o menos logrados de clasificación fueron los que hoy conocemos como Tríadas de Döbereiner y Octavas de Newlands.

Johann Döbereiner observó, a principios del siglo XIX que se podían formar grupos de tres elementos de propiedades similares en los cuales los promedios de las masas atómicas de dos de ellos eran muy cercanos a la masa atómica del tercero. Por ejemplo: berilio (Be), magnesio (Mg) y calcio (Ca) son elementos metálicos alcalinos térreos de propiedades químicas similares cuyas masas atómicas relativas (M.A.R.) son: (Be)= 9,01; (Ca)= 40,08; (Mg)= 24,3. Como se puede ver, el promedio entre las dos primeras (9,01 y 40,08) es 24,5; es decir aproximadamente la masa del Mg. (Puedes encontrar otras tríadas que tengan esta característica.)

John Newlands observó, a mediados del mismo siglo, que al ordenar los elementos en orden creciente de sus masas atómicas, el octavo elemento resultaba tener propiedades similares al primero, y que esto se repetía en los siguientes elementos de la serie, de un modo similar a las notas musicales. Newlands no pudo continuar su demostración más allá del calcio, por lo que su hallazgo no fue reconocido sino hasta mucho tiempo después.

La primer versión de la Tabla Periódica ampliamente aceptada fue la que publicó en 1869 Dimitri Mendeleiev, basada en su Ley de Clasificación Periódica. Esta ley tomó la idea de Newlands y la extendió a todos los elementos al sostener que: “Las propiedades químicas de los elementos y muchas de sus propiedades físicas son función periódica de sus masas atómicas”. Siguiendo la misma, Mendeleiev ordenó los elementos por sus masas y colocó en las mismas columnas a los elementos de propiedades similares (grupos o clases) pero a diferencia de Lothar Meyer, (quien había propuesto algo similar de forma independiente), entendió que en aquellos lugares en los que esta ley parecía no cumplirse, era simplemente porque existían elementos que aún no habían sido descubiertos y para ellos dejó espacios vacíos, prediciendo inclusive sus propiedades. Cuando un tiempo después se descubrieron estos elementos y se vio que sus propiedades coincidían con las predichas por Mendeleiev, la nueva clasificación comenzó a considerarse como una de las herramientas centrales, sino el corazón mismo de la Química.

A pesar de su éxito predictivo y organizativo, esta tabla alteraba el orden de las masas atómicas de algunos elementos a fin de que quedaran incluidos en su grupo de propiedades.

La Tabla que usamos en la actualidad está basada en aquella de Mendeleiev, con pocos cambios. El más importante fue introducido a principios del siglo XX por Henry Moseley al descubrir el Número Atómico (Z) de los elementos, es decir la cantidad de protones de los átomos de cada uno, y comprender que si estos se ordenan en la Tabla de acuerdo a esta característica, desaparecen aquellas alteraciones. De acuerdo con esto Moseley modificó la Ley de la Clasificación Periódica proponiendo que “Las propiedades químicas de los elementos y muchas de sus propiedades físicas son función periódica de sus números atómicos”

Recordemos que el átomo tiene un núcleo en el que se encuentra un determinado número de protones que determinan el número atómico del elemento y que es el  número por el cual se ordenan los elementos en la tabla. Además de protones, en el núcleo hay neutrones, pero estos no tienen relación con la estructura de la tabla. Alrededor del núcleo giran los electrones ubicados en distintos niveles (hasta 7) y subniveles, cada vez mayores en tamaño y energía a medida que se alejan del núcleo. Cada uno de estos niveles se llena con un máximo de electrones que no puede superar.

Basada en la ley de Mosseley, incorporando nuevos elementos como los gases inertes, las tierras raras y los elementos transuránicos sintetizados en el laboratorio, la Tabla fue adquiriendo su formato actual que contempla además las características del átomo. Así destacamos:

• Todos los elementos están ordenados por su Nro. atómico, desde el Hidrógeno cuyos átomos tienen un solo protón, hasta el uranio, que con 92 protones, es el elemento natural de mayor Nro. atómico. A continuación del mismo se ordenan los elementos artificiales.
• 7 períodos que son las filas horizontales con una cantidad creciente de elementos que coinciden en los niveles energéticos en sus átomos. Los elementos que se encuentran en el mismo período tienen átomos con la misma cantidad de niveles de energía.
• 18 grupos que se ubican en las columnas verticales de la tabla, cada uno con elementos que tienen las mismas propiedades químicas y se parecen en muchas de sus propiedades físicas. Algunos de estos grupos se distinguen muy bien de los demás y reciben nombres especiales como los metales alcalinos y los alcalinos térreos de los grupos 1 y 2, los halógenos del grupo 17 y los gases inertes del grupo 18.
• 3 bloques de elementos con diferencias notables en sus propiedades debido a la particular distribución de sus electrones periféricos. Se relacionan con el nivel al que se incorpora el electrón diferencial. Los elementos representativos que suelen identificarse como grupos “A”, son aquellos cuyos átomos tienen el electrón diferencial en el último nivel; en estos grupos el número de electrones en el último nivel coincide con la cifra de las unidades del número de grupo al que pertenece el elemento. Los elementos de transición que suelen identificarse como grupos “B” son aquellos cuyos átomos tienen su electrón diferencial en el anteúltimo nivel; todos estos tienen uno o dos electrones en el último nivel, por lo que se parecen en algunas propiedades (son todos metales). Los elementos de transición interna son tan parecidos entre sí que constituyen un solo grupo (grupo 3) y reciben el nombre de tierras raras: lantánidos (parecidos al lantano) y actínidos (parecidos al actinio) sus átomos tienen el electrón diferencial en el antepenúltimo nivel.
• 4 sectores o lugares de la Tabla que tienen estrecha relación con el subnivel al que se incorpora el electrón diferencial de los átomos, por ese motivo los sectores se señalan con las mismas letras minúsculas que se usan para identificar a los subniveles (s, p, d y f) y además el número de grupos de cada sector coincide con el número de electrones que le cabe a cada subnivel. Así, el sector “s” abarca los elementos representativos de los grupos 1 y 2; el sector “p” abarca los elementos representativos de los grupos 13 al 18; el sector “d” abarca los elementos de transición de los grupos 3 al 12 y el sector “f” los elementos de transición interna del grupo 3 que se despliegan fuera del cuerpo principal de la Tabla.
• En cada celda o casillero se ubica un solo elemento químico y sus isótopos. Se indican del mismo su nombre y símbolo, su Nro. Atómico (Z) y masa atómica relativa (M.A.R.). En muchos casos se informa también la distribución electrónica de sus átomos así como sus números de oxidación y algunas características físicas de las sustancias simples que forma cada elemento.

1																	18
	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	representativos			17		1
2s														2p				2
3s					transición									3p				3
4s						3d								4p				4
5s						4d								5p				5
6s						5d								6p				6
7s					Transición interna													7
representativos										4f								6
										5f								7

El radio de un átomo es básicamente el radio de su último nivel de energía, el más externo, al que por ese motivo se lo suele llamar corteza. Por eso, cuantos más niveles tenga un átomo, más grande será; sin embargo si se comparan dos átomos que tengan la misma cantidad de niveles, se verá que cuantos más electrones tenga en el último nivel, menor es el radio del mismo y por lo tanto menor será el tamaño del átomo, ya que tiene también más protones en el núcleo que atraen con mayor fuerza a los electrones acercándolos.

Se llama electronegatividad a la capacidad relativa que tienen los átomos para retener a sus electrones. Cuánto más alejados estén los electrones del núcleo, más difícil es para el átomo retenerlos. Por este motivo, en la Tabla Periódica la electronegatividad aumenta hacia la derecha  y hacia arriba, de modo que la electronegatividad más baja corresponde al cesio y al francio (0,7) y la más alta, al flúor (4,0). 

Se llama energía de ionización a la energía necesaria para arrancar un electrón de un átomo, En la tabla periódica esta energía varía en forma directa con la electronegatividad.

Ver también http://fisicayquimica-norberto.blogspot.com.ar/2012/02/ejercicios-sobre-tabla-periodica-y.html