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Grupo (tabla periódica)

En la tabla periódica de los elementos, cada columna es un grupo .

En química , un grupo (también conocido como familia ) [1] es una columna de elementos en la tabla periódica de los elementos químicos . Hay 18 grupos numerados en la tabla periódica; las 14 columnas del bloque f , entre los grupos 2 y 3, no están numeradas. Los elementos de un grupo tienen características físicas o químicas similares en las capas electrónicas más externas de sus átomos (es decir, la misma carga central ), porque la mayoría de las propiedades químicas están dominadas por la ubicación orbital del electrón más externo.

Existen tres sistemas de numeración de grupos para los grupos; Se puede asignar el mismo número a diferentes grupos según el sistema que se utilice. El moderno sistema de numeración del "grupo 1" al "grupo 18" ha sido recomendado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) desde 1988. Reemplaza dos esquemas de denominación incompatibles más antiguos, utilizados por el Chemical Abstract Service (CAS, más información). popular en los Estados Unidos), y por la IUPAC antes de 1988 (más popular en Europa). El sistema de dieciocho grupos es generalmente aceptado por la comunidad química, pero existe cierta discrepancia sobre la pertenencia a los elementos número 1 y 2 ( hidrógeno y helio ). Sigue existiendo una variación similar en los metales de transición internos en los libros de texto, aunque la posición correcta se conoce desde 1948 y fue respaldada dos veces por la IUPAC en 1988 (junto con la numeración del 1 al 18) y 2021.

Los grupos también pueden identificarse mediante su elemento superior o tener un nombre específico. Por ejemplo, el grupo 16 también se describe como el "grupo oxígeno" y como los " calcógenos ". Una excepción es el " grupo del hierro ", que generalmente se refiere al grupo 8 , pero en química también puede significar hierro , cobalto y níquel , o algún otro conjunto de elementos con propiedades químicas similares. En astrofísica y física nuclear , suele referirse al hierro, cobalto, níquel, cromo y manganeso .

Nombres de grupo

Los nombres de los grupos modernos son los números del 1 al 18, y las 14 columnas del bloque f permanecen sin numerar (en conjunto forman las 32 columnas de la tabla periódica). Además, los nombres triviales (como halógenos ) son comunes. A lo largo de la historia, se han utilizado varios conjuntos de nombres de grupos, basados ​​en las numeraciones romanas I a VIII y en los sufijos "A" y "B". [2] [3]

  • v
  • t
  • mi
Grupos en la tabla periódica.
a El grupo 1 está compuesto por hidrógeno (H) y metales alcalinos. Los elementos del grupo tienen un electrón s en la capa electrónica externa. El hidrógeno no se considera un metal alcalino porque no es un metal, aunque es más análogo a ellos que a cualquier otro grupo. Esto hace que el grupo sea algo excepcional. b Los 14 grupos (columnas) de bloques f no tienen un número de grupo. c La composición correcta del grupo 3 es escandio (Sc), itrio (Y), lutecio (Lu) y lawrencio (Lr), como se muestra aquí: esto está respaldado por los informes de la IUPAC de 1988 [4] y 2021 [5] sobre la pregunta. Los textos generales de química inorgánica a menudo colocan el escandio (Sc), el itrio (Y), el lantano (La) y el actinio (Ac) en el grupo 3, de modo que Ce-Lu y Th-Lr se convierten en el bloque f entre los grupos 3 y 4; esto se basó en configuraciones electrónicas medidas incorrectamente en la historia, [6] y Lev Landau y Evgeny Lifshitz ya lo consideraron incorrecto en 1948. [7] Todavía se pueden encontrar ocasionalmente argumentos en la literatura contemporánea que pretenden defenderlo, pero la mayoría de los autores los consideran lógicamente inconsistente. [8] [9] [10] Algunas fuentes siguen un compromiso que coloca a La–Lu y Ac–Lr como las filas del bloque f (a pesar de dar 15 elementos del bloque f en cada fila, lo que contradice la mecánica cuántica), dejando la Los miembros más pesados ​​del grupo 3 son ambiguos. [5] Véase también Elemento del grupo 3#Composición . d El grupo 18, los gases nobles, no fueron descubiertos en el momento de la tabla original de Mendeleev. Más tarde (1902), Mendeleev aceptó la evidencia de su existencia y pudo ubicarlos en un nuevo "grupo 0", de manera consistente y sin romper el principio de la tabla periódica. r Nombre del grupo recomendado por la IUPAC.



Lista de nombres de grupos

^f Metales de acuñación : los autores difieren sobre si el roentgenio (Rg) se considera un metal de acuñación. Está en el grupo 11, como los otros metales acuñables, y se espera que sea químicamente similar al oro. [17] Por otro lado, al ser extremadamente radiactivo y de corta duración, en realidad no se puede utilizar para acuñar monedas, como su nombre indica, y por esa razón a veces se excluye. [18]
^b juicios (grupo 13), del griego tri : tres, III [13] [16]
^c tetrels (grupo 14), del griego tetra : cuatro, IV [13] [16]
^n pentel (grupo 15), del griego penta : cinco, V [16]

Numeración CAS y antigua IUPAC (A/B)

Existen dos sistemas de números de grupo anteriores: CAS ( Chemical Abstracts Service ) y el antiguo IUPAC . Ambos utilizan números ( árabes o romanos ) y letras A y B. Ambos sistemas coinciden en las cifras. Los números indican aproximadamente el número de oxidación más alto de los elementos de ese grupo y, por lo tanto, indican una química similar con otros elementos con el mismo número. El número avanza de forma linealmente creciente en su mayor parte, una vez a la izquierda de la tabla y otra a la derecha (ver Lista de estados de oxidación de los elementos ), con algunas irregularidades en los metales de transición. Sin embargo, los dos sistemas utilizan las letras de manera diferente. Por ejemplo, el potasio (K) tiene un electrón de valencia . Por tanto, se sitúa en el grupo 1. El calcio (Ca) está en el grupo 2, pues contiene dos electrones de valencia.

En el antiguo sistema IUPAC, las letras A y B se designaban a la parte izquierda (A) y derecha (B) de la tabla, mientras que en el sistema CAS las letras A y B se designaban a los elementos del grupo principal (A) y a los elementos de transición. (B). El antiguo sistema IUPAC se utilizaba con frecuencia en Europa, mientras que el CAS es más común en América. El nuevo esquema IUPAC fue desarrollado para reemplazar ambos sistemas, ya que usaban de manera confusa los mismos nombres para significar cosas diferentes. El nuevo sistema simplemente numera los grupos cada vez más de izquierda a derecha en la tabla periódica estándar. La propuesta de la IUPAC circuló por primera vez en 1985 para comentarios públicos, [2] y luego se incluyó como parte de la edición de 1990 de la Nomenclatura de Química Inorgánica . [19]

Grupos sin columnas

Si bien los grupos se definen como columnas en la tabla periódica, como se describió anteriormente, también hay conjuntos de elementos denominados "grupo" que no son una columna:

Conjuntos similares: metales nobles , metales acuñadores , metales preciosos , metales refractarios .

Referencias

  1. ^ "Los términos de la tabla periódica". www.shmoop.com . Consultado el 15 de septiembre de 2018 .
  2. ^ ab Fluck, E. (1988). «Nuevas notaciones en la tabla periódica» (PDF) . Pura aplicación. Química. IUPAC . 60 (3): 431–436. doi :10.1351/pac198860030431. S2CID  96704008 . Consultado el 24 de marzo de 2012 .
  3. ^ IUPAC (2005). «Nomenclatura de la química inorgánica» (PDF) .
  4. ^ 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 .
  5. ^ ab 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 .
  6. ^ 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.
  7. ^ LD Landau , EM Lifshitz (1958). Mecánica cuántica: teoría no relativista . vol. 3 (1ª ed.). Prensa de Pérgamo . págs. 256–7.
  8. ^ Jensen, William B. (2015). "Las posiciones del lantano (actinio) y lutecio (lawrencio) en la tabla periódica: una actualización". Fundamentos de la Química . 17 : 23–31. doi :10.1007/s10698-015-9216-1. S2CID  98624395. Archivado desde el original el 30 de enero de 2021 . Consultado el 28 de enero de 2021 .
  9. ^ Scerri, Eric (2009). "¿Qué elementos pertenecen al grupo 3?". Revista de Educación Química . 86 (10): 1188. doi : 10.1021/ed086p1188 . Consultado el 1 de enero de 2023 .
  10. ^ Chemey, Alexander T.; Albrecht-Schmitt, Thomas E. (2019). "Evolución de la tabla periódica mediante la síntesis de nuevos elementos". Radiochimica Acta . 107 (9–11): 1–31. doi :10.1515/ract-2018-3082.
  11. ^ Simmons, LM (1947). "Una modificación de la tabla periódica". Revista de Educación Química . 24 (12): 588–591. doi :10.1021/ed024p588.
  12. ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . pag. 227.ISBN​ 978-0-08-037941-8.
  13. ^ abc Liu, Ning; Lu, Na; Su, Yan; Wang, Pu; Quan, Xie (2019). "Fabricación de compuesto g-C3N4 / Ti3C2 y su capacidad fotocatalítica en luz visible para la degradación de ciprofloxacina". Tecnología de Separación y Purificación . 211 : 782–789. doi :10.1016/j.seppur.2018.10.027. S2CID  104746665 . Consultado el 17 de agosto de 2019 .
  14. ^ Jensen, William B. (2000). "La ley y la tabla periódica" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 10 de noviembre de 2020 . Consultado el 10 de diciembre de 2022 .
  15. ^ Fernelio, WC; Loening, Kurt; Adams, Roy M. (1971). "Nombres de grupos y elementos". Revista de Educación Química . 48 (11): 730–731. doi :10.1021/ed048p730.
  16. ^ abcd Rich, Ronald (2007). Reacciones Inorgánicas en el Agua . Saltador. págs.307, 327, 363, 475. doi :10.1007/978-3-540-73962-3. ISBN 9783540739616.
  17. ^ Conradie, Jeanet; Ghosh, Abhik (2019). "Búsqueda teórica de los estados de valencia más altos de los metales de acuñación: puede existir heptafluoruro de roentgenio". Química Inorgánica . 58 (13): 8735–8738. doi : 10.1021/acs.inorgchem.9b01139. PMID  31203606. S2CID  189944098.
  18. ^ Grochala, Wojciech; Mazej, Zoran (2015). "Química de la plata (II): una cornucopia de peculiaridades". Transacciones filosóficas de la Royal Society A. 373 (2037). doi : 10.1098/rsta.2014.0179 . PMID  25666068. S2CID  45589426.
  19. ^ Leigh, GJ Nomenclatura de química inorgánica: recomendaciones 1990 . Ciencia de Blackwell, 1990 . ISBN 0-632-02494-1 . 

Otras lecturas