Método de visualización de la relación entre elementos.
En la tabla periódica de los elementos, cada fila numerada es un período.
Un período en la tabla periódica es una fila de elementos químicos . Todos los elementos seguidos tienen el mismo número de capas de electrones . Cada elemento siguiente en un período tiene un protón más y es menos metálico que su predecesor. Dispuestos de esta manera, los elementos del mismo grupo (columna) tienen propiedades químicas y físicas similares , lo que refleja la ley periódica . Por ejemplo, los halógenos se encuentran en el penúltimo grupo ( grupo 17 ) y comparten propiedades similares, como una alta reactividad y la tendencia a ganar un electrón para llegar a una configuración electrónica de gas noble. Hasta 2022 [actualizar], se han descubierto y confirmado un total de 118 elementos.
La regla de ordenamiento de energía de Madelung describe el orden en el que se organizan los orbitales al aumentar la energía de acuerdo con la regla de Madelung. Cada diagonal corresponde a un valor diferente de n + l.
La mecánica cuántica moderna explica estas tendencias periódicas en las propiedades en términos de capas de electrones . A medida que aumenta el número atómico, las capas se llenan de electrones aproximadamente en el orden que se muestra en el diagrama de reglas de ordenamiento. El relleno de cada concha corresponde a una fila de la tabla.
En los bloques s y p de la tabla periódica, los elementos dentro del mismo período generalmente no muestran tendencias ni similitudes en las propiedades (las tendencias verticales hacia abajo en los grupos son más significativas). Sin embargo, en el bloque d , las tendencias entre períodos se vuelven significativas y en el bloque f los elementos muestran un alto grado de similitud entre períodos.
Periodos
Actualmente hay siete períodos completos en la tabla periódica, que comprenden los 118 elementos conocidos. Cualquier elemento nuevo se colocará en un octavo período; ver tabla periódica ampliada . Los elementos están codificados por colores a continuación según su bloque : rojo para el bloque s, amarillo para el bloque p, azul para el bloque d y verde para el bloque f.
Periodo 1
El primer período contiene menos elementos que cualquier otro, con sólo dos, hidrógeno y helio . Por lo tanto, no siguen la regla del octeto , sino más bien una regla del doblete . Químicamente, el helio se comporta como un gas noble , por lo que se considera parte del grupo 18 de elementos . Sin embargo, en términos de su estructura nuclear pertenece al bloque s y, por lo tanto, a veces se clasifica como un elemento del grupo 2 , o simultáneamente como 2 y 18. El hidrógeno pierde y gana fácilmente un electrón, por lo que se comporta químicamente como un grupo. 1 y un elemento del grupo 17 .
El hidrógeno (H) es el más abundante de los elementos químicos y constituye aproximadamente el 75% de la masa elemental del universo. [1] El hidrógeno ionizado es solo un protón . Las estrellas de la secuencia principal están compuestas principalmente de hidrógeno en su estado plasmático . El hidrógeno elemental es relativamente raro en la Tierra y se produce industrialmente a partir de hidrocarburos como el metano . El hidrógeno puede formar compuestos con la mayoría de los elementos y está presente en el agua y en la mayoría de los compuestos orgánicos . [2]
El helio (He) existe sólo como gas excepto en condiciones extremas. [3] Es el segundo elemento más ligero y el segundo más abundante en el universo. [4] La mayor parte del helio se formó durante el Big Bang , pero se crea nuevo helio a través de la fusión nuclear del hidrógeno en las estrellas. [5] En la Tierra , el helio es relativamente raro y sólo se produce como subproducto de la desintegración natural de algunos elementos radiactivos. [6] Este helio "radiogénico" está atrapado dentro del gas natural en concentraciones de hasta el siete por ciento en volumen. [7]
Periodo 2
Los elementos del período 2 involucran los orbitales 2s y 2p . Incluyen los elementos biológicamente más esenciales además del hidrógeno: carbono, nitrógeno y oxígeno.
El litio (Li) es el metal más ligero y el elemento sólido menos denso. [8] En su estado no ionizado, es uno de los elementos más reactivos y, por lo tanto, solo se encuentra de forma natural en compuestos . Es el elemento primordial más pesado forjado en grandes cantidades durante el Big Bang .
El boro (B) no se encuentra de forma natural como elemento libre, sino en compuestos como los boratos . Es un micronutriente vegetal esencial , necesario para la fortaleza y el desarrollo de la pared celular, la división celular, el desarrollo de semillas y frutos, el transporte de azúcar y el desarrollo hormonal, [11] [12] aunque niveles elevados son tóxicos.
El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el universo en masa después del hidrógeno , el helio y el oxígeno [13] y es el segundo elemento más abundante en el cuerpo humano en masa después del oxígeno, [14] el tercero más abundante por número de átomos. [15] Hay un número casi infinito de compuestos que contienen carbono debido a la capacidad del carbono para formar largas cadenas estables de enlaces C-C. [16] [17] Todos los compuestos orgánicos , aquellos esenciales para la vida, contienen al menos un átomo de carbono; [16] [17] combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, el carbono es la base de todos los compuestos biológicos importantes. [17]
El nitrógeno (N) se encuentra principalmente como gas diatómico inerte , N 2 , que constituye el 78% de la atmósfera terrestre en volumen. Es un componente esencial de las proteínas y por tanto de la vida.
El oxígeno (O) constituye el 21% de la atmósfera en volumen y es necesario para la respiración de todos (o casi todos) los animales, además de ser el componente principal del agua . El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el universo y los compuestos de oxígeno dominan la corteza terrestre.
El flúor (F) es el elemento más reactivo en su estado no ionizado y, por lo tanto, nunca se encuentra así en la naturaleza.
Los tres elementos del período se encuentran en la naturaleza y tienen al menos un isótopo estable . Todos, excepto el gas noble argón, son esenciales para la geología y la biología básicas.
El cloro (Cl) es un halógeno . Dado que es uno de los elementos más reactivos, a menudo se encuentra en la superficie de la Tierra como cloruro de sodio. Sus compuestos se utilizan como desinfectante, especialmente en piscinas .
El argón (Ar) es un gas noble , lo que lo hace casi completamente no reactivo. Las lámparas incandescentes suelen estar llenas de gases nobles como el argón para preservar los filamentos a altas temperaturas.
El período 5 tiene el mismo número de elementos que el período 4 y sigue la misma estructura general pero con un metal post transición más y un no metal menos. De los tres elementos más pesados con funciones biológicas, dos ( molibdeno y yodo ) se encuentran en este período; el tungsteno , en el período 6, es más pesado, junto con varios de los primeros lantánidos . El período 5 también incluye el tecnecio , el elemento exclusivamente radiactivo más ligero .
Periodo 6
El período 6 es el primer período que incluye el bloque f , con los lantánidos (también conocidos como elementos de tierras raras ), e incluye los elementos estables más pesados. Muchos de estos metales pesados son tóxicos y algunos son radiactivos, pero el platino y el oro son en gran medida inertes.
Periodo 7
Todos los elementos del período 7 son radiactivos . Este período contiene el elemento más pesado que se encuentra naturalmente en la Tierra, el plutonio . Todos los elementos posteriores del período han sido sintetizados artificialmente. Si bien cinco de ellos (desde el americio hasta el einstenio ) están ahora disponibles en cantidades macroscópicas, la mayoría son extremadamente raros y solo se han preparado en cantidades de microgramos o menos. Algunos de los elementos posteriores sólo han sido identificados en laboratorios en cantidades de unos pocos átomos a la vez.
Aunque la rareza de muchos de estos elementos significa que los resultados experimentales no son muy extensos, las tendencias periódicas y grupales en el comportamiento parecen estar menos definidas para el período 7 que para otros períodos. Mientras que el francio y el radio muestran propiedades típicas de los grupos 1 y 2, respectivamente, los actínidos muestran una variedad mucho mayor de comportamiento y estados de oxidación que los lantánidos . Estas peculiaridades del período 7 pueden deberse 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 núcleos atómicos masivos .
Periodo 8
Aún no se ha sintetizado ningún elemento del octavo período. Se predice un bloque g . No está claro si todos los elementos previstos para el octavo período son físicamente posibles. Por lo tanto, no puede haber un noveno período.
^ "Helio: propiedades físicas". Elementos Web . Consultado el 15 de julio de 2008 .
^ "Helio: información geológica". Elementos Web . Consultado el 15 de julio de 2008 .
^ Cox, Tony (3 de febrero de 1990). "Origen de los elementos químicos". Científico nuevo . Consultado el 15 de julio de 2008 .
^ "El suministro de helio se desinfla: la escasez de producción significa que algunas industrias y asistentes a la fiesta deben sobrevivir". Crónica de Houston . 2006-11-05.
^ Marrón, David (2 de febrero de 2008). "El helio es un nuevo objetivo en Nuevo México". Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo . Consultado el 15 de julio de 2008 .
^ Litio en WebElements.
^ "Monografía de la IARC, volumen 58". Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer. 1993 . Consultado el 18 de septiembre de 2008 .
^ Información sobre la enfermedad crónica por berilio.
^ "Funciones del Boro en la Nutrición Vegetal" (PDF) . www.borax.com/agriculture . US Borax Inc. Archivado desde el original (PDF) el 20 de marzo de 2009.
^ Blevins, Dale G.; Lukaszewski, Krystyna M. (1998). "Funciones del Boro en la Nutrición Vegetal". Revisión anual de fisiología vegetal y biología molecular vegetal . 49 : 481–500. doi :10.1146/annurev.arplant.49.1.481. PMID 15012243.
^ Los diez elementos más abundantes del universo, tomados de The Top 10 of Everything, 2006, Russell Ash, página 10. Consultado el 15 de octubre de 2008. Archivado el 10 de febrero de 2010 en Wayback Machine.
^ Freitas Jr., Robert A. (1999). Nanomedicina. Biociencia de las Landas. Tablas 3-1 y 3-2. ISBN1-57059-680-8.
^ ab "Estructura y Nomenclatura de Hidrocarburos". Universidad de Purdue . Consultado el 23 de marzo de 2008 .
^ abc Alberts, Bruce; Alejandro Johnson; Julián Lewis; Martín Raff; Keith Roberts; Pedro Walter. Biología molecular de la célula. Ciencia de la guirnalda.
