*Grupos y familias

Grupos Y Familias De Elementos

 

 En la tabla periódica, un grupo es el número del último nivel energético que hace referencia a las columnas allí presentes. Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la tabla periódica se ideó para ordenar estas familias de una forma coherente y fácil de ver.

La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un grupo tienen configuraciones electrónicas similares en los niveles de energía más exteriores; y como la mayoría de las propiedades químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están colocados en los niveles más externos, esto hace que los elementos de un mismo grupo tengan propiedades físicas y químicas similares.

Numeración de los grupos Actualmente la forma en la que se suelen numerar los 18 grupos es empleando el sistema recomendado por la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) en 1985, que consiste en utilizar números arábigos.

De esta forma la primera columna es el grupo 1, la segunda el grupo 2, y así hasta la decimoctava que corresponde al grupo 18.

Anteriormente a la forma de la IUPAC existían dos maneras de nombrar los grupos, un sistema europeo y otro estadounidense, ambos cada vez más en desuso. Éstas emplean números romanos y letras.

En el sistema europeo primero se pone el número romano y luego una A si el elemento está a la izquierda o una B si lo está a la derecha.

En el estadounidense se hace lo mismo pero la A se pone cuando se trata de un elemento representativo (grupos 1, 2 y 13 a 18) y una B en el resto.

Se listan a continuación los grupos (entre paréntesis los antiguos sistemas europeo y estadounidense):

Grupo 1 (IA): alcalinos

Grupo 2 (IIA): alcalinotérreos

Grupo 3 (IIIB): familia del Escandio

Grupo 4 (IVB): familia del Titanio

Grupo 5 (VB): familia del Vanadio

Grupo 6 (VIB): familia del Cromo

Grupo 7 (VIIB): familia del Manganeso

Grupo 8 (VIIIB): familia del Hierro

Grupo 9 (VIIIB): familia del Cobalto

Grupo 10 (VIIIB): familia del Níquel

Grupo 11 (IB): familia del Cobre o metales de acuñar (no recomendado por la IUPAC)

Grupo 12 (IIB): familia del Zinc

Grupo 13 (IIIA): familia del Boro

Grupo 14 (IVA): familia del carbono

Grupo 15 (VA): familia del nitrógeno

Grupo 16 (VIA): Anfígenos o calcogenos

Grupo 17 (VIIA): halógenos

Grupo 18 (VIIIA): gases nobles o inertes

Comentario: Familias: Es el conjunto de elementos en lo cuales el valor de l de su electron diferencial es el mismo ademas tiene identico el valor de n. Se tienen asi 32 familias. 

Grupo: lo va a formar cada fila vertical arriba en tu tabla hay unos numeros romanos que van desde 1a con numero romano hasta el VIIIa esos seran los grupos.

Referencia: http://mitecnologico.com/Main/GruposYFamiliasDeElementos

*Bloques s, p, d, f

BLOQUES S, P D Y F DE LA TABLA PERIÓDICA – QUÍMICA 1

Bloques s, p d y f de la tabla periódica – Química 1

Actualmente la tabla periódica se organiza en grupos y periodos, y se subdivide en cuatro bloques, s, p, d, y f, dependiendo del último orbital de la configuración electrónica.

Para entender de mejor manera como se logra ubicar los elementos en un blique determinado, vamos a analizar el siguiente ejemplo:

Grupo IA (1)

Metales alcalinos: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

Veamos la configuración electrónica para cada uno de ellos:

Como se observa, estos elementos presentan una configuración electrónica similar en su último nivel, ya que todos y cada uno tienen su electrón más externo en un orbital s, y esta es la razón por la cual se ubican en el grupo IA.

Es preciso recordar que el nivel energético equivale numéricamente al periodo en el cual se ubica dentro de la tabla.

Ahora vamos a analizar el aluminio

Numero atómico 13

Configuración electrónica:

Al observar  esta configuración, nos indica que los electrones del aluminio se ubican en tres distintas capas o niveles de energía.

Observemos que el aluminio tiene un total de tres electrones, estos están ubicados en la última capa (3s² 3p¹), a partir de estos datos se puede afirmar que el aluminio se ubica en el periodo tres, ya que los electrones están en el tercer nivel de energía, se ubica en el grupo III, esto es porque tiene 3 electrones en su última capa y pertenece a un grupo tipo A porque los electrones de la última capa se ubica en orbitales s y p. El aluminio está en el grupo IIIA, periodo tres y bloque tres, para poder ubicarlo en el bloque determinado solo se necesita saber en qué tipo de orbital queda situado el electrón diferencial.

Si se conoce la configuración electrónica de un elemento, se puede determinar el grupo, el periodo y el bloque en los que se ubica en la tabla periódica.

     

Comentario: Dichas letras se refieren a los bloques de subniveles en los cuales está dividida la tabla periódica: 
*s porviene de sharp 
*p de principal 
*d de difuse o difuso 
*f de fundamental. 


Referencia: https://cibertareas.info/bloques-s-p-d-y-f-de-la-tabla-periodica-quimica-1.html

*Metales, semimetales y no metales

Comparación de las propiedades características de los metales y los no-metales:

Elementos Metálicos	Elementos No-metálicos
Lustre distintivo (Brillan)	No tienen lustre, presentan varios colores
Maleables y dúctiles (son flexibles) como sólidos	Quebradizos, hay duros y blandos
Buenos conductores del calor y la electricidad	Malos conductores del calor y la electricidad
Sus compuestos de oxígeno son básicos	Sus compuestos de oxígeno son  ácidos
En disolución acuosa forman cationes	Generalmente forman aniones, pueden pasar a oxianiones en disolución acuosa

METALES

ü  son sólidos a temperatura ambiente (excepto el Hg, que es líquido) .

ü  Tienden a tener energías de ionización bajas y típicamente pierden electrones es decir se oxidan en sus reacciones químicas.

ü  Los metales alcalinos siempre pierden un electrón y presentan iones con carga 1+.

ü   Los metales alcalino-térreos siempre pierden dos electrones y presentan iones con carga 2+.

ü   Los metales de transición no tienen un patrón común y sus iones pueden tener cargas 2+, 1+ y 3+, pero pueden encontrarse otros cationes.

ü   Los compuestos entre un metal y un no-metal tienden a ser iónicos.

ü  La mayoría de los óxidos metálicos son básicos y al disolverse en agua reaccionan para formar hidróxidos metálicos

       Óxido metálico + H2O  hidróxido metálico

Na2O(s) + H2O(l)      →       2NaOH(aq)         

CaO(s) + H2O(l)        →        Ca(OH)2(aq)

       Los óxidos metálicos exhiben su carácter básico al reaccionar con los ácidos para formar sus sales y agua:  

       Óxido metálico + ácido  sal + agua

MgO(s) + HCl(aq) →      MgCl2(aq) + H2O(l)

NiO(s) + H2SO4 (aq) →   NiSO4(aq) + H2O(l)

Ejemplos:¿Cuál es la fórmula del óxido de aluminio?

El Al tiene carga 3+, el ion óxido  tiene carga  2-, O^2-, entonces la fórmula debe ser Al2O3

 ¿Que esperarías que fuera a temperatura ambiente, sólido, líquido o gas?

Los óxidos metálicos son sólidos a temperatura ambiente

Escribe la ecuación química balanceada para la reacción entre el óxido de aluminio y el ácido nítrico:

Óxido metálico + ácido  sal + agua

Al2O3(s) + 6HNO3(aq) →  2Al(NO3)3(aq) + 3H2O(l)

NO-METALES

       Su apariencia varía mucho.

       En general no presentan lustre .

       No son buenos conductores de la electricidad ni del calor excepto por ciertas excepciones. 

       En general, los puntos de fusión son menores que los de los metales.

       Existen siete no-metales que en condiciones normales son moléculas diatómicas:

      H₂(g),  N₂(g),  O₂(g),  F₂(g),   Cl₂(g), Br₂(l),  I₂(s) (sólido volátil - se evapora fácilmente, sublima).

       Cuando los no-metales reaccionan con los metales, tienden a ganar electrones (obteniendo así    la configuración del gas noble más cercano) y generan aniones, es decir se reducen:

No-metal + Metal→  Sal     

3Br₂(l) + 2Al(s)  →   2AlBr₃(s)

       Los compuestos que están formados únicamente por no-metales son sustancias   moleculares (es decir no son iónicas).

       La mayoríóálicos son óxidos ácidos. Los cuales al disolverse en agua reaccionan para  formar ácidos: 

Óxido no-metálico + agua → ácido

  

CO₂ (g) + H₂O (l)  →      H₂CO₃ (aq)  [ácido carbónico]   (el agua mineral con gas y en general todos los refrescos con gas son ligeramente ácidos)

        

Los óxidos no-metálicos pueden combinarse con bases para formar sales.

Óxido no-metálico + base →  sal  + agua

CO₂ (g) + 2NaOH (aq) → Na₂CO₃ (aq) + H₂O (l)

   

METALOIDES O SEMIMETALES

Junto con los metales y los no metales, los metaloides o semimetales comprenden una de las tres categorías de elementos químicos siguiendo una clasificación de acuerdo con las propiedades de enlace e ionización.

Sus propiedades son intermedias entre los metales y los no metales. No hay una forma unívoca de distinguir los metaloides de los metales verdaderos, pero generalmente se diferencian en que muchas veces los metaloides son semiconductores antes que conductores.

Son considerados metaloides los siguientes elementos:

Boro (B)

Silicio (Si)

Germanio (Ge)

Arsénico (As)

Antimonio (Sb)

Telurio (Te)

Polonio (Po)

Dentro de la tabla periódica los metaloides se encuentran en línea diagonal desde el boro al polonio. Los elementos que se encuentran encima a la derecha son no metales, y los que se encuentran debajo a la izquierda son metales.

El Silicio  por ejemplo tiene lustre, pero no es maleable ni dúctil, sino que es quebradizo como muchos no-metales. Además es menos un mal conductor de la electricidad o el calor. Los Metaloides  se usan muy a menudo en la industria de los semiconductores (procesadores y memoria de las computadoras

El germanio es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al grupo 14 de la tabla periódica de los elementos.

Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado coste y en muchos casos se investiga su sustitución por materiales más económicos.

Fibra óptica

Electrónica: Radares y amplificadores de guitarras eléctricas usados por músicos nostálgicos del sonido de la primera época del rock and roll; aleaciones Si, Ge en circuitos integrados de alta velocidad.

También se utilizan compuestos sandwich Si/Ge para aumentar la movilidad de los electrones en el silicio (Óptica de infrarrojos: Espectroscopios, sistemas de visión nocturna y otros equipos.

Lentes, con alto índice de refracción, de ángulo ancho y para microscopios.

En joyería se usa la aleación (oro) Au con 12% de germanio.

Como elemento endurecedor del aluminio, magnesio y estaño.

Quimioterapia

El teratracloruro de germanio es un ácido de Lewis y se usa como  catalizador en la síntesis de polímeros (PET).

Comentario: El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización. 


Referencia: https://sites.google.com/site/quimicapara1erodebachillerato/metales-no-metales-y-semimetales