Tabla periódica

¿Qué es la tabla periódica?

Es una tabla creada para registrar y ordenar cada uno de los elementos químicos existentes. Estos están ordenados de acuerdo a su número atómico, a sus propiedades químicas y a su configuración de electrones.

Características de la tabla periódica

La tabla periódica de los elementos está elaborada de forma sistemática: en filas y columnas. Los tipos de elementos están identificados con un color diferente: verde, naranja, azul, lila, morado, rojo y amarillo.

En la tabla se encuentran reflejados los datos fundamentales de cada uno de los elementos químicos. Por ejemplo: el nombre, símbolo, masa atómica, número atómico, electronegatividad, estados de oxidación, configuración electrónica y energía de ionización; de esta manera se puede determinar con mayor facilidad su uso.

¿Cuántos elementos tiene la tabla periódica?

La tabla periódica contiene 118 elementos los cuales han sido confirmados por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, siglas en inglés). Entre estos elementos se encuentran 94 que existen en la naturaleza y 24 elementos totalmente sintéticos, es decir, han sido creados en el laboratorio de manera artificial.

Sin embargo, es de resaltar que la cantidad de elementos es actualizada a medida que diferentes científicos descubren, estudian e investigan nuevos elementos a partir de los ya existentes.

Propiedades de los elementos de la tabla periódica

¿Para qué sirve la tabla periódica?

Es de gran utilidad para la ciencia en muchos aspectos. Por ejemplo, brinda la posibilidad de realizar un análisis del comportamiento químico de todos los elementos. Ayuda a distinguir la configuración electrónica y la electronegatividad de los elementos.

Permite extraer las similitudes y las diferencias entre los elementos, debido a que refleja información sobre la masa y número atómico de cada uno de ellos. Dada la gran información que aporta sobre cada uno de los elementos, se pueden predecir y obtener las propiedades químicas de nuevos elementos que puedan ser incluidos en la tabla.

Partes de la tabla periódica

La tabla periódica está organizada en 7 filas horizontales, también llamadas periodos. En estos periodos se encuentran agrupados los elementos cuyo número de capas de electrones es igual al número del periodo. Por ejemplo: los 8 elementos del periodo 2 tienen 2 capas de electrones cada uno.

Adicionalmente, contiene 18 columnas llamadas grupos o familias que se encuentran numeradas de izquierda a derecha comenzando desde el número 1 perteneciente a los metales alcalinos y terminando con el número 18 perteneciente a la familia de gases nobles. 

Los elementos pertenecientes a un mismo grupo o familia poseen características similares, sobre todo, se toma en cuenta la estructura de sus electrones en la última capa del átomo. Un ejemplo es el Potasio, que tiene 4 capas, pero en la última posee un solo electrón, por tal razón se encuentra en el grupo número 1. 

La tabla también está organizada por 4 bloques: en el bloque S se encuentran los grupos 1 y 2 hidrógeno, helio, metales alcalinos y alcalinotérreos. El bloque P está conformado por los grupos del 13 al 18 y metaloides. El bloque D lo componen los grupos del 3 al 12 y los metales de transición. Por último, se encuentra el bloque F que no tiene número de grupo asignado; sin embargo, corresponden a este los lantánidos y los actínidos. 

Metales 

Son elementos sólidos a temperatura ambiente (a excepción del mercurio) y se encuentran en la parte izquierda de la tabla periódica. Las características principales de los metales es que son los mejores conductores de calor y electricidad; además, son dúctiles, maleables y resistentes.  

Han sido utilizados por los seres humanos a lo largo del tiempo como estructuras, herramientas y estatuas. Cuentan con un brillo sobresaliente que lo hacen idóneo para forjar piezas decorativas y joyas.

Metales alcalinos

Son metales blandos, brillantes y altamente reactivos en condiciones normales de temperatura y presión; por esta razón nunca se encuentran totalmente puros en la naturaleza. Poseen bajos puntos de ebullición y fusión, además de bajas densidades. Son excelentes conductores de calor y electricidad.

Entre ellos se encuentran: 

1. Sodio (Na)
2. Cesio (Cs)
3. Potasio (K)
4. Litio (Li)
5. Francio (Fr)
6. Rubidio (Rb)

Metales alcalinotérreos 

Estos elementos están ubicados en el grupo 2 de la tabla periódica. Su nombre “Alcalinotérreos” proviene de la combinación entre sus óxidos (tierras) y sus propiedades alcalinas.  

Son buenos conductores eléctricos, blandos, de baja densidad y coloreados. Por un lado, son más resistentes que los metales alcalinos pero, por otro lado, son menos reactivos que estos.

Estos son:

1. Magnesio (Mg)
2. Bario (Ba)
3. Calcio (Ca)
4. Berilio (Be)
5. Radio (Ra)
6. Estroncio (Sr)

Metales de transición 

Estos elementos están situados en el bloque D, es decir, en la parte central de tabla periódica. Se les denomina de transición porque pueden ser estables por sí mismos, no necesitan realizar una reacción con otro elemento. Esto significa que cuando le faltan electrones a su última capa para ser completa, los extrae de otras capas internas.

Por lo general estos metales son duros, poseen elevados puntos de ebullición y fusión; además son excelentes conductores de calor y electricidad.

Entre estos están los siguientes:

1. Titanio (Ti)
2. Cromo (Cr)
3. Escandio (Sc)
4. Vanadio (V)
5. Hierro (Fe)
6. Níquel (Ni)
7. Manganeso (Mn)
8. Zinc (Zn)
9. Cobalto (Co)
10. Cobre (Cu)
11. Zirconio (Zr)
12. Molibdeno (Mo)
13. Rutenio (Ru)
14. Itrio (Y)
15. Niobio (Nb)
16. Tecnecio (Tc)
17. Paladio (Pd)
18. Plata (Ag)
19. Rodio (Rh)
20. Lutecio (Lu)
21. Cadmio (Cd)
22. Wolframio (W)
23. Osmio (Os)
24. Renio (Re)
25. Tantalio (Ta)
26. Iridio (Ir)
27. Mercurio (Hg)
28. Platino (Pd)
29. Laurencio (Lr)
30. Oro (Au)
31. Dubnio (Db)
32. Bohrio (Bh)
33. Hassio (Hs)
34. Darmstatio (Ds)
35. Seaborgio (Sg)
36. Meitnerio (Mt)
37. Copernicio (Cn)
38. Roentgenio (Rg)
39. Hafnio (Hf)
40. Rutherfordio (Rf)

Metales postransicionales 

Son conocidos como los metales del bloque P y en otras ocasiones simplemente como “Otros metales”. Están ubicados en la tabla periódica entre los metaloides o semimetales a la derecha y los metales de transición a la izquierda. 

Estos elementos se pueden identificar claramente como metales por su forma; sin embargo, sus características metálicas son más débiles que las de los metales de transición ya que suelen tener puntos de fusión más bajos y menos resistencia mecánica.

Algunos de estos son:

1. Bismuto (Bi)
2. Aluminio (Al)
3. Galio (Ga)
4. Indio (In)
5. Estaño (Sn)
6. Plomo (Pb)
7. Talio (Tl)
8. Nihonio (Nh)
9. Moscovio (Mc)
10. Flerovio (Fl)
11. Livermorio (Lv)

Metaloides 

Son un grupo de elementos químicos que se encuentran entre los metales y los no metales, es decir, en algunos casos actúan como metales y en otros como no metales. Estos pueden ser poco dúctiles, opacos o brillantes. Su capacidad como conductores eléctricos es menor al de los metales, pero mayor a la de los no metales. Son elementos suficientemente reactivos.

Entre ellos se encuentran:

1. Boro (B)
2. Silicio (Si)
3. Germanio (Ge)
4. Arsénico (Ar)
5. Antimonio (Sb)
6. Telurio (Te)
7. Polonio (Po)

Lantánidos 

Los lantánidos forman parte del periodo 6 y son denominados también “tierras raras”, esto es gracias a que se consiguen en forma de óxidos. En conjunto con los actínidos, estos elementos forman los llamados “elementos de transición interna”.

Este grupo lo componen 15 elementos en total y se sitúan en la parte inferior de la tabla, debajo del resto de los elementos.  Son los siguientes:

1. Lantano (La)
2. Cerio (Ce)
3. Neodimio (Nd)
4. Prometio (Pm)
5. Praseodimio (Pr)
6. Europio (Eu)
7. Gadolinio (Gd)
8. Samario (Sm)
9. Disprosio (Dy)
10. Erbio (Er)
11. Holmio (Ho)
12. Terbio (Tb)
13. Iterbio (Yb)
14. Lutecio (Lu)
15. Tulio (Tm)

Actínidos 

Estos elementos están ubicados dentro del periodo 7 y poseen un elevado número atómico. Además, todos los isótopos que los componen son radiactivos. Algunos de ellos se encuentran en la naturaleza en diminutas cantidades, como es el caso del Uranio.

Al igual que los lantánidos, este grupo se sitúa en la parte inferior de la tabla, específicamente en el bloque F y está integrado por 15 elementos:

1. Actinio (Ac)
2. Uranio (U)
3. Torio (Th)
4. Neptunio (Np)
5. Protactinio (Pa)
6. Americio (Am)
7. Plutonio (Pu)
8. Curio (Cm)
9. Berkelio (Bk)
10. Einstenio (Es)
11. Fermio (Fm)
12. Californio (Cf)
13. Nobelio (No)
14. Laurencio (Lr)
15. Mendelevio (Md)

No metales

Los no metales contienen propiedades muy diferentes a los metales; de hecho, no son buenos conductores de calor y electricidad y tampoco son lustrosos y brillantes. Poseen puntos de fusión más bajos que los metales. La clasificación de estos es en Halógenos y Gases Nobles. Adicionalmente, cabe destacar que estos elementos pueden ser líquidos, sólidos o gaseosos.

Entran en este grupo los siguientes:

1. Hidrógeno (H)
2. Azufre (S)
3. Nitrógeno (N)
4. Oxígeno (O)
5. Fósforo (P)
6. Carbono (C)
7. Selenio (Se)

Halógenos 

La palabra “Halógeno” significa “que origina sal”, combinado con los metales puede formar halogenuros o haluros y con los no metales forman iones complejos. Están ubicados en el grupo 17 y en la parte derecha de la tabla periódica.

Son altamente reactivos gracias a su elevada electronegatividad. Por ejemplo, el Fluoruro es el más reactivo, es un gas sumamente corrosivo y tóxico.

Entre los halógenos se encuentran:

1. Flúor (F)
2. Bromo (Br)
3. Cloro (Cl)
4. Astato (At)
5. Yodo (I)
6. Teneso (Ts)

Gases nobles

Son gases monoatómicos incoloros e inodoros y presentan reactividad química bastante baja. Sus propiedades se explican a través de las teorías sobre la estructura atómica: la capa electrónica de sus electrones valentes es considerada completa. 

Están situados en el grupo 18 de la tabla periódica y lo componen 7 gases:

1. Helio (He)
2. Argón (Ar)
3. Kriptón (Kr)
4. Neón (Ne)
5. Radón (Rn)
6. Xenón (Xe)
7. Oganesón (Og)

Estados

Son las diferentes formas de agregación en las que se puede presentar la materia en condiciones ambientales relacionadas con la fuerza de unión o atracción de las partículas (átomos, iones o moléculas) que la constituyen.

Los estados poseen características y propiedades que los diferencian. Los más conocidos y aceptados son: estado líquido, gaseoso y sólido. Sin embargo, existen otros estados que no se producen de manera natural en el entorno.

Gases 

Estos elementos no tienen ni forma ni volumen fijo. En los gases, sus partículas se encuentran bastante separadas y como no tienen posición fija, las fuerzas de cohesión que las unen son muy débiles. Sus partículas se mueven de manera desordenada por lo que se producen muchos choques entre ellas. Se adaptan al volumen y la forma del recipiente que las contienen. 

Los gases reflejan dos propiedades: Expansibilidad, que es la tendencia que tienen a aumentar su volumen debido a la fuerza de repulsión de sus moléculas. La Compresibilidad es la capacidad que tienen estos gases para reducir su volumen cuando se ejerce presión a través de una fuerza.

Líquidos  

Las partículas en los líquidos llegan a estar unidas a través de una fuerza de cohesión un poco menos intensa que en los elementos sólidos. Sin embargo, al igual que estos, su volumen es constante.

Debido a que sus posiciones no son fijas pueden fluir y moverse con libertad. Los líquidos no tienen ninguna forma definida, por lo tanto, adquieren la forma del recipiente que los contiene. 

Entre sus propiedades están la Fluidez, que es su capacidad para desplazarse. La viscosidad, esta se debe a interacciones entre sus partículas que limitan su fluidez.

Sólidos 

Los elementos sólidos se caracterizan por tener volumen y forma constantes ya que sus partículas están muy unidas y en posiciones fijas debido a una fuerza de cohesión muy intensa.

La movilidad de estos elementos es muy escasa, lo que supone que no puedan fluir ni comprimirse. Sus partículas están dispuestas de forma ordenada, produciendo redes cristalinas entre ellas.

Desconocidos 

Existen otros estados, algunos un poco más conocidos que otros. Por ejemplo, el Plasmático, que es el más común en todo el universo: los rayos, el sol, la aurora boreal, las nebulosas.

El estado Condensado de Bose-Einstein, que se le llama así gracias al proceso de condensación de gas a temperaturas muy próximas al cero absoluto y que poseen una especie de Spin Quantum; en español, Espín, que se refiere a la rotación de las partículas entre ellas mismas.

El Condensado de Fermi es una fase en la que los elementos adquieren una gran fluidez y es creado a muy bajas temperaturas.

Grupos 

Son las columnas verticales de elementos químicos que comprenden la tabla periódica. Estos grupos comprenden los elementos que cuentan con características atómicas similares, es decir, poseen el mismo número de electrones en su última capa atómica. 

¿Cuántos grupos conforman la tabla periódica? Son 18 grupos los cuales se enumeran desde el número 1 hasta el 18 y están distribuidos de la siguiente manera: 

1. Grupo 1: Metales alcalinos
2. Grupo 2: Metales Alcalinotérreos
3. Grupo 3: Familia del escandio
4. Grupo 4: Familia del titanio
5. Grupo 5: Familia del vanadio
6. Grupo 6: Familia del cromo
7. Grupo 7: Familia del magnesio
8. Grupo 8: Familia del hierro
9. Grupo 9: Familia del cobalto
10. Grupo 10: Familia del níquel
11. Grupo 11: Familia del cobre
12. Grupo 12: Familia del zinc
13. Grupo 13: Térreos
14. Grupo 14: Carbonoideos
15. Grupo 15: Nitrogenoideos
16. Grupo 16: Anfígenos
17. Grupo 17: Halógenos
18. Grupo 18: Gases nobles

Periodos 

Son las 7 filas o líneas horizontales que forman la tabla periódica. En estas se sitúan los elementos cuyo número de capas de electrones coincide con el número de periodo. Por ejemplo, el hierro posee 4 capas de electrones, por lo tanto, se encuentra ubicado en el periodo 4.

Estados de la materia

Historia de la tabla periódica

Los antecedentes de la tabla periódica se remontan al siglo XIX, donde los químicos de ese tiempo se dieron cuenta que la materia era mucho más compleja de lo que pensaban y que se necesitaba ordenar los nuevos elementos encontrados. 

La primera clasificación la realizaron con relación al número de la masa atómica, sin embargo, en esta no se resaltan las similitudes y diferencias entre los distintos elementos. En 1817 el químico Döbereiner destacó las similitudes entre elementos agrupándolos en tríos, por ejemplo, la triada del cloro, del yodo y del bromo. Para 1850 ya se podía contar con unas 20 triadas.

En 1862 los científicos Chancourtois y Newlands proponen la Ley de las Octavas, es decir, donde las propiedades están repetidas cada 8 elementos. Con este avance ya el esqueleto, por decirlo así, de la tabla periódica comienza a tomar forma.

En 1869 el químico alemán, Meyer, descubre una periodicidad reflejada en el volumen atómico. En esta los elementos similares también cuentan con un volumen atómico similar.  Sin embargo, aún faltaban otros aportes.

¿Quién creó la tabla periódica?

Fue el químico ruso Dmitri Mendeleïev quien presentó la primera versión de la tabla periódica. En ella ordenó los elementos conocidos hasta la fecha (63 elementos) de forma creciente partiendo del número de sus masas atómicas. 

Colocó en la misma columna los elementos en los que existía similitud en sus propiedades físicas. Adicionalmente, dejó algunos espacios vacíos ya que estaba convencido de que saldrían nuevos elementos que ocuparían esos lugares. Por supuesto, no se equivocó.

De esta tabla de Mendeleïev parte la tabla periódica actual. De hecho, hoy día, gracias a la tecnología podemos contar con aplicaciones online, donde de una manera didáctica e interactiva se nos muestran imágenes de la tabla periódica. Con tan solo un clic sobre cada uno de los elementos podemos aprender todo lo relacionado con ellos.

¿Cuándo se creó la tabla periódica?

En el año 1869 el químico ruso Dmitri Mendeleïev publicó su primera tabla periódica donde agrupaba 63 elementos de acuerdo al número creciente de su masa atómica. 

Para el año 1913 el químico inglés Henry Moseley, mediante estudios realizados con rayos X, pudo determinar el número atómico de los elementos. De esta manera ordenó dichos elementos tomando en cuenta este número atómico de forma creciente, dando origen a la tabla que conocemos en nuestros días.