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 de una fila 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. Ordenados 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. A partir de 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 disponen los orbitales según el aumento de energía según la regla de Madelung. Cada diagonal corresponde a un valor diferente de n + l.
La mecánica cuántica moderna explica estas tendencias periódicas de 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 la regla de ordenación. El llenado de cada capa corresponde a una fila en la tabla.
En los bloques f y p de la tabla periódica, los elementos dentro del mismo período generalmente no muestran tendencias ni similitudes en sus 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, la tabla periódica tiene siete períodos completos que comprenden los 118 elementos conocidos. Los elementos nuevos se ubicarán en un octavo período; consulte la 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 solo dos, hidrógeno y helio . Por lo tanto, no siguen la regla del octeto , sino más bien una regla del duplete . Químicamente, el helio se comporta como un gas noble y, por lo tanto, se considera parte de los elementos del grupo 18. 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, y por lo tanto se comporta químicamente como un elemento del grupo 1 y 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 simplemente un protón . Las estrellas de la secuencia principal están compuestas principalmente de hidrógeno en su estado de plasma . 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 la mayoría de los compuestos orgánicos . [2]
El helio (He) existe solo 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 el helio nuevo se crea a través de la fusión nuclear de hidrógeno en las estrellas. [5] En la Tierra , el helio es relativamente raro, y solo se produce como un subproducto de la desintegración natural de algunos elementos radiactivos. [6] Este helio "radiogénico" está atrapado dentro del gas natural en concentraciones de hasta un 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, por lo que 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 esencial para las plantas , necesario para la fortaleza y el desarrollo de las paredes celulares, la división celular, el desarrollo de semillas y frutos, el transporte de azúcares y el desarrollo de hormonas, [11] [12] aunque niveles elevados son tóxicos.
El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el universo por masa después del hidrógeno , el helio y el oxígeno [13] y es el segundo elemento más abundante en el cuerpo humano por 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 cada compuesto biológico importante. [17]
El nitrógeno (N) se encuentra principalmente en forma de gas diatómico inerte , N2 , que constituye el 78% de la atmósfera terrestre en volumen. Es un componente esencial de las proteínas y, por lo 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 principal componente del agua . El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el universo y los compuestos de oxígeno predominan en la corteza terrestre.
El flúor (F) es el elemento más reactivo en su estado no ionizado y, por lo tanto, nunca se encuentra de esa manera en la naturaleza.
Todos los elementos del tercer período se encuentran en la naturaleza y tienen al menos un isótopo estable . Todos ellos, excepto el gas noble argón, son esenciales para la geología y la biología básicas.
El cloro (Cl) es un halógeno . Al ser uno de los elementos más reactivos, se suele encontrar en la superficie terrestre en forma de cloruro de sodio. Sus compuestos se utilizan como desinfectante, especialmente en piscinas .
El argón (Ar) es un gas noble , por lo que es casi totalmente 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 papeles biológicos, dos ( molibdeno y yodo ) están 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 primero que incluye el bloque f , con los lantánidos (también conocidos como 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 periodo 7 son radiactivos . Este periodo contiene el elemento más pesado que se encuentra de forma natural en la Tierra, el plutonio . Todos los elementos posteriores del periodo han sido sintetizados artificialmente. Si bien cinco de ellos (desde el americio hasta el einstenio ) están disponibles en la actualidad en cantidades macroscópicas, la mayoría son extremadamente raros, ya que solo se han preparado en cantidades de microgramos o menos. Algunos de los elementos posteriores solo se han identificado 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. Si bien 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 carga eléctrica positiva muy alta de sus núcleos atómicos masivos .
Periodo 8
Todavía no se ha sintetizado ningún elemento del octavo período. Se prevé un bloque g . No está claro si todos los elementos previstos para el octavo período son de hecho físicamente posibles. Por lo tanto, es posible que no haya un noveno período.
^ "Helio: propiedades físicas". WebElements . Consultado el 15 de julio de 2008 .
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^ Cox, Tony (3 de febrero de 1990). «Origen de los elementos químicos». New Scientist . Consultado el 15 de julio de 2008 .
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^ Los diez elementos más abundantes en el universo, tomado de The Top 10 of Everything, 2006, Russell Ash, página 10. Recuperado el 15 de octubre de 2008. Archivado el 10 de febrero de 2010 en Wayback Machine.
^ Freitas Jr., Robert A. (1999). Nanomedicina. Landes Bioscience. Tablas 3-1 y 3-2. ISBN1-57059-680-8Archivado desde el original el 16 de abril de 2018. Consultado el 18 de abril de 2010 .
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