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Elemento del periodo 7

Periodo 7 en la tabla periódica.

Un elemento del período 7 es uno de los elementos químicos de la séptima fila (o período ) de la tabla periódica de los elementos químicos . La tabla periódica está dispuesta en filas para ilustrar tendencias recurrentes (periódicas) en el comportamiento químico de los elementos a medida que aumenta su número atómico: se comienza una nueva fila cuando el comportamiento químico comienza a repetirse, lo que significa que los elementos con comportamiento similar caen en la misma tabla periódica. columnas verticales. El séptimo período contiene 32 elementos, empatado en mayor cantidad con el período 6 , comenzando con francio y terminando con oganesson , el elemento más pesado descubierto actualmente. Como regla general, los elementos del período 7 llenan primero sus capas 7s , luego sus capas 5f, 6d y 7p en ese orden, pero hay excepciones, como el uranio .

Propiedades

Todos los elementos del período 7 son radiactivos . Este período contiene los actínidos , que incluyen el plutonio , el elemento natural con el núcleo más pesado; [1] [nota 1] los elementos posteriores deben crearse artificialmente. Si bien los primeros cinco de estos elementos sintéticos ( americio a einstenio ) ahora están disponibles en cantidades macroscópicas , la mayoría son extremadamente raros y solo se han preparado en cantidades de microgramos o menos. Los últimos elementos transactínidos sólo se han identificado en laboratorios en lotes de unos pocos átomos a la vez.

Aunque la rareza de muchos de estos elementos significa que los resultados experimentales no son muy extensos, sus tendencias periódicas y grupales están menos definidas que en otros períodos. Mientras que el francio y el radio muestran propiedades típicas de sus respectivos grupos, los actínidos muestran una variedad mucho mayor de comportamiento y estados de oxidación que los lantánidos . Estas peculiaridades se deben a una variedad de factores, incluido un alto grado de acoplamiento espín-órbita y efectos relativistas, causados ​​en última instancia por la muy alta carga eléctrica positiva de sus masivos núcleos atómicos . La periodicidad se mantiene principalmente a lo largo de la serie 6d y también se predice para moscovium ylivermorium , pero se predice que los otros cuatro elementos 7p, nihonium , flerovium , tennessine y oganesson , tendrán propiedades muy diferentes de las esperadas para sus grupos.

Elementos

(?) Predicción

(*) Excepción a la regla Madelung .

En muchas tablas periódicas, el bloque f se desplaza erróneamente un elemento hacia la derecha, de modo que el lantano y el actinio se convierten en elementos del bloque d, y Ce-Lu y Th-Lr forman el bloque f, rompiendo el bloque d en dos muy porciones desiguales. Este es un vestigio de las primeras mediciones erróneas de las configuraciones electrónicas. [4] Lev Landau y Evgeny Lifshitz señalaron en 1948 que el lutecio no es un elemento del bloque f, [5] y desde entonces la evidencia física, química y electrónica ha apoyado abrumadoramente que el bloque f contiene los elementos La–Yb y Ac–No, [4] [6] como se muestra aquí y respaldado por los informes de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada que datan de 1988 [6] y 2021. [7]

bloque S

El francio y el radio constituyen los elementos del bloque s del séptimo período.

El francio (Fr, número atómico 87) es un metal altamente radiactivo que se descompone en astato, radio y radón . Es uno de los dos elementos menos electronegativos , siendo el otro el cesio . Como metal alcalino , tiene un electrón de valencia . El francio fue descubierto por Marguerite Perey en Francia (de donde el elemento toma su nombre) en 1939. [8] Fue el último elemento descubierto en la naturaleza , y no por síntesis. [nota 2] Fuera del laboratorio, el francio es extremadamente raro, con trazas encontradas en minerales de uranio y torio , donde el isótopo francio-223 se forma y desintegra continuamente. En un momento dado, existen tan solo 20 a 30 g (una onza) en toda la corteza terrestre ; los demás isótopos son enteramente sintéticos. La mayor cantidad producida en el laboratorio fue un grupo de más de 300.000 átomos. [9]

El radio (Ra, número atómico 88) es un metal alcalinotérreo de color blanco casi puro , pero se oxida fácilmente y reacciona con nitrógeno (en lugar de oxígeno) al exponerse al aire, volviéndose de color negro. Todos los isótopos del radio son altamente radiactivos ; el isótopo más estable es el radio-226 , que tiene una vida media de 1601 años y se desintegra formando gas radón . Debido a tal inestabilidad, el radio es luminiscente y brilla con un azul tenue. El radio, en forma de cloruro de radio , fue descubierto por Marie y Pierre Curie en 1898. Extrajeron el compuesto de radio de la uraninita y publicaron el descubrimiento en la Academia de Ciencias de Francia cinco días después. El radio fue aislado en su estado metálico por Marie Curie y André-Louis Debierne mediante la electrólisis del cloruro de radio en 1910. Desde su descubrimiento, ha dado nombres como radio A y radio C 2 a varios isótopos de otros elementos que son productos de desintegración. de radio-226. En la naturaleza, el radio se encuentra en los minerales de uranio en cantidades tan pequeñas como un séptimo de gramo por tonelada de uraninita . El radio no es necesario para los organismos vivos y es probable que se produzcan efectos adversos para la salud cuando se incorpora a procesos bioquímicos debido a su radiactividad y reactividad química.

actínidos

La bomba atómica lanzada sobre Nagasaki tenía una carga de plutonio . [10]

La serie actínido o actinoide ( nomenclatura IUPAC ) engloba los 15 elementos químicos metálicos con números atómicos del 89 al 103, del actinio al lawrencio . [11] [12] [13] [14]

La serie de actínidos lleva el nombre de su primer elemento actinio. Todos los actínidos menos uno son elementos del bloque f , correspondientes al llenado de la capa electrónica 5f ; lawrencium, un elemento del bloque D , también se considera generalmente un actínido. En comparación con los lantánidos , que también son en su mayoría elementos del bloque F , los actínidos muestran una valencia mucho más variable .

De los actínidos, el torio y el uranio se encuentran naturalmente en cantidades sustanciales y primordiales . La desintegración radiactiva del uranio produce cantidades transitorias de actinio , protactinio y plutonio , y ocasionalmente se producen átomos de neptunio a partir de reacciones de transmutación en minerales de uranio . Los otros actínidos son elementos puramente sintéticos , aunque los primeros seis actínidos después del plutonio se habrían producido en Oklo (y hace mucho que se desintegraron), y es casi seguro que el curio existió anteriormente en la naturaleza como un radionucleido extinto . [11] [15] Las pruebas nucleares han liberado al medio ambiente al menos seis actínidos más pesados ​​que el plutonio ; El análisis de los restos de la explosión de una bomba de hidrógeno en 1952 mostró la presencia de americio , curio , berkelio , californio , einstenio y fermio . [dieciséis]

Todos los actínidos son radiactivos y liberan energía tras la desintegración radiactiva; El uranio y el torio naturales y el plutonio producido sintéticamente son los actínidos más abundantes en la Tierra. Estos se utilizan en reactores nucleares y armas nucleares . El uranio y el torio también tienen diversos usos actuales o históricos, y el americio se utiliza en las cámaras de ionización de la mayoría de los detectores de humo modernos .

En las presentaciones de la tabla periódica , los lantánidos y los actínidos se muestran habitualmente como dos filas adicionales debajo del cuerpo principal de la tabla, [11] con marcadores de posición o bien un único elemento seleccionado de cada serie (ya sea lantano o lutecio , y actinio) . o lawrencio , respectivamente) que se muestran en una sola celda de la tabla principal, entre bario y hafnio , y radio y rutherfordio , respectivamente. Esta convención es enteramente una cuestión de estética y practicidad de formato; una tabla periódica de formato ancho que rara vez se utiliza (32 columnas) muestra las series de lantánidos y actínidos en sus columnas adecuadas, como partes de las filas (períodos) sexta y séptima de la tabla.

Transactínidas

Los elementos transactínidos (también, transactínidos , o elementos superpesados ) son los elementos químicos con números atómicos mayores que los de los actínidos , el más pesado de los cuales es el lawrencio (103). [17] [18] Se han descubierto todos los transactínidos del período 7, hasta oganesson (elemento 118).

Los elementos transactínidos también son elementos transuránicos , es decir, tienen un número atómico mayor que el del uranio (92), un actínido. La distinción adicional de tener un número atómico mayor que los actínidos es significativa en varios sentidos:

Las transactínidas son radiactivas y sólo se han obtenido sintéticamente en laboratorios. Ninguno de estos elementos ha sido jamás recogido en una muestra macroscópica. Todos los elementos transactínidos llevan el nombre de físicos y químicos nucleares o de lugares importantes involucrados en la síntesis de los elementos.

El ganador del Premio Nobel de Química Glenn T. Seaborg , quien propuso por primera vez el concepto de actínido que llevó a la aceptación de la serie de actínidos , también propuso la existencia de una serie de transactínidos que va del elemento 104 al 121 y una serie de superactínidos que abarca aproximadamente los elementos 122 a 153. El transactínido seaborgio lleva su nombre en su honor.

La IUPAC define que un elemento existe si su vida útil es superior a 10 −14 segundos, el tiempo necesario para que el núcleo forme una nube electrónica. [19]

Notas

  1. ^ Se encuentran trazas de 239 Pu en depósitos de uranio [2] debido a la captura de neutrones de 238 U y la posterior desintegración beta . También es posible que el isótopo de larga vida 244 Pu exista de forma primordial . [3]
  2. ^ Algunos elementos descubiertos mediante síntesis, como el tecnecio , se han encontrado posteriormente en la naturaleza.

Referencias

  1. ^ "Tabla periódica - Real Sociedad de Química". www.rsc.org . Consultado el 19 de octubre de 2023 .
  2. ^ Minero, William N.; Schönfeld, Fred W. (1968). "Plutonio" . En Clifford A. Hampel (ed.). La enciclopedia de los elementos químicos . Nueva York (NY): Reinhold Book Corporation. págs.541. LCCN  68029938.
  3. ^ Wu, Yang; Dai, Xiongxin; Xing, Shan; Luo, Maoyi; Cristo, Marcus; Synal, Hans-Arno; Hou, Shaochun (2022). "Búsqueda directa de 244Pu primordial en bastnaesita de Bayan Obo". Letras químicas chinas . 33 (7): 3522–3526. doi : 10.1016/j.cclet.2022.03.036 . Consultado el 29 de enero de 2024 .
  4. ^ ab William B. Jensen (1982). "Las posiciones del lantano (actinio) y el lutecio (Lawrencium) en la tabla periódica". J. química. Educar . 59 (8): 634–636. Código Bib : 1982JChEd..59..634J. doi :10.1021/ed059p634.
  5. ^ LD Landau , EM Lifshitz (1958). Mecánica cuántica: teoría no relativista . vol. 3 (1ª ed.). Prensa de Pérgamo . págs. 256–7.
  6. ^ ab Fluck, E. (1988). «Nuevas notaciones en la tabla periódica» (PDF) . Pura aplicación. Química. 60 (3): 431–436. doi :10.1351/pac198860030431. S2CID  96704008. Archivado (PDF) desde el original el 25 de marzo de 2012 . Consultado el 24 de marzo de 2012 .
  7. ^ Scerri, Eric (18 de enero de 2021). «Informe provisional sobre las discusiones sobre el grupo 3 de la tabla periódica» (PDF) . Química Internacional . 43 (1): 31–34. doi :10.1515/ci-2021-0115. S2CID  231694898. Archivado (PDF) desde el original el 13 de abril de 2021 . Consultado el 9 de abril de 2021 .
  8. ^ "Francio | Metal alcalino radiactivo, raro | Britannica". www.britannica.com . Consultado el 19 de octubre de 2023 .
  9. Luis A. Orozco (2003). "Francio". Noticias de Química e Ingeniería .
  10. ^ El Proyecto Manhattan. Una historia interactiva. Departamento de Energía de EE. UU.
  11. ^ abc Gray, Theodore (2009). Los elementos: una exploración visual de cada átomo conocido en el universo. Nueva York: Black Dog & Leventhal Publishers. pag. 240.ISBN 978-1-57912-814-2.
  12. ^ Elemento actínido, Encyclopædia Britannica en línea
  13. ^ Aunque "actinoide" (en lugar de "actínido") significa "similar al actinio" y, por lo tanto, debería excluir el actinio, ese elemento suele incluirse en la serie.
  14. ^ Connelly, Neil G.; et al. (2005). "Elementos". Nomenclatura de la Química Inorgánica . Londres: Real Sociedad de Química . pag. 52.ISBN 978-0-85404-438-2.
  15. ^ Madera verde, pág. 1250
  16. ^ Campos, P.; Estudiador, M.; Diamante, H.; Mech, J.; Inghram, M.; Pyle, G.; Stevens, C.; Frito, S.; Manning, W. (1956). "Elementos de transplutonio en restos de pruebas termonucleares". Revisión física . 102 (1): 180. Código bibliográfico : 1956PhRv..102..180F. doi : 10.1103/PhysRev.102.180.
  17. ^ Recomendaciones provisionales de la IUPAC para la nomenclatura de la química inorgánica (2004) Archivado el 27 de octubre de 2006 en Wayback Machine (borrador en línea de una versión actualizada del " Libro Rojo " IR 3–6)
  18. ^ Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean, eds. (2006). La química de los elementos actínidos y transactínidos (3ª ed.). Dordrecht, Países Bajos: Springer. ISBN 978-1-4020-3555-5.
  19. ^ "Kernchemie".