estructura del Átomo

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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la educación Universitaria Universidad Politécnica del Norte del Estado Monagas “Ludovico Silva” Caripito. Edo. Monagas Profesor: Xiober Integrantes: Curvelo Maribel Idrogo Nairoby Vegas Sulay Vargas Roxana Marquez Hayde Chacoa Alessandra Gonzales Glenny Linares Ramón

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Estructura Del Átomo

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Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la educacin UniversitariaUniversidad Politcnica del Norte del Estado Monagas Ludovico SilvaCaripito. Edo. Monagas

Profesor: XioberIntegrantes:Curvelo MaribelIdrogo NairobyVegas SulayVargas RoxanaMarquez HaydeChacoa AlessandraGonzales GlennyLinares Ramn

Caripito, Abril de 2015INTRODUCCIN.Hasta los ltimos aos del siglo XIX, el modelo aceptado del tomo se pareca a una bola de billar - una pequea esfera slida. En 1897, J.J. Thomson cambi dramticamente la visin moderna del tomo con su descubrimiento del electrn. El trabajo de Thomson sugiere que el tomo no es una partcula 'indivisible' como John Dalton haba sugerido, sino ms bien un rompecabezas compuesto de piezas todava ms pequeas.El tomo es un constituyente de la materia ordinaria, con propiedades qumicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes ms elemental sin propiedades qumicas bien definidas. Cada elemento qumico est formado por tomos del mismo tipo (con la misma estructura electrnica bsica), y que no es posible dividir mediante procesos qumicos.La determinacin de las propiedades y la clasificacin de los elementos ha sido uno de los logros ms importantes de la Qumica. Es posible ordenar los elementos qumicos, en un arreglo razonablemente sistemtico, que aunque no ideal, es extremadamente til. Esta representacin se conoce como Tabla Peridica, en cualquiera de las muchas variaciones en las que ha sido propuesta. Su funcin es servir como una estructura, soporte o esquema de organizacin, para la amplia informacin qumica. Los elementos qumicos se ubican en la Tabla Peridica bajo las denominaciones de: Metales, Metaloides y No metales, grupos que se diferencian en su estado natural, propiedades caractersticas, abundancia y usos.De los 112 elementos que aparecen en la tabla peridica, la Tierra alberga alrededor de 90. De stos, 81 elementos son estables, mientras que los 9 restantes existen como istopos radioactivos inestables. Los elementos posteriores al uranio (Z=92) no se encuentran en la naturaleza y han sido obtenidos artificialmente mediante el uso de aceleradores de partculas. La mayora de los elementos se obtienen de la corteza terrestre, y otros de la atmsfera y de los ocanos. Algunos se encuentran en forma libre y sin combinar. Sin embargo, muchos de ellos se combinan unos con otros para formar compuestos, y stos entre s forman los minerales, las rocas y los suelos.1. Estructura del tomo.El tomo es la partcula ms pequea de un elemento qumico que mantiene su identidad a travs de cambios fsicos y qumicos.Los tomos estn constituidos por un ncleo y una corteza electrnica. En el primero se encuentran partculas cargadas positivamente, llamadas protones y partculas neutras llamadas neutrones. En la segunda, se encuentran partculas cargadas negativamente, llamados electrones. Debido a la extrema pequeez de los tomos, su masa no puede ser determinada mediante el uso de instrumento alguno, y para poder mensurarlas, se ide una unidad acorde: la unidad de masa atmica o uma, que se define como 1/12 de la masa del tomo de 12C, y equivale a 1,67 x 10-24 g.Las propiedades y ubicacin de las partculas subatmicas fundamentales se encuentran resumidas en el siguiente cuadro:

El tomo consiste en ncleos positivamente cargados, muy pequeos y densos, rodeados por nubes de electrones a distancias del ncleo relativamente grandes.El ncleo atmico, debido a la presencia de los protones, est cargado con tantas cargas positivas como protones posea, y prcticamente la totalidad de la masa del tomo est contenida en l. En la corteza electrnica se encuentran tantos electrones como protones haya en el ncleo, dando as un tomo elctricamente neutro. Los electrones se distribuyen alrededor del ncleo y son los que intervienen en las reacciones qumicas. El radio de un ncleo atmico es de 10-13 a 10-12 cm aproximadamente. Los radios de los tomos son aproximadamente del orden de 10-8 cm (1 ) (: Amstrong), esto es, casi 100.000 veces mayores por lo cual el tomo debe tener una estructura relativamente "vaca".1 =10-10m =10-8cm1nm =10-9m = 10-7cm1pm= 10-12m = 10-10cm Nmero atmicoEl nmero atmico de un elemento corresponde al nmero de protones que contiene cada uno de sus tomos.Se identifica con laletraZ.En base a este nmero se ubican los elementos en la tabla peridica.Z define al elemento. A cada tomo con un nmeroatmico determinado se le asigna un smbolo por el cual se lo reconoce. En otras palabras, los tomos del mismo elemento tendrn igual Z, y los de elementos diferentes, diferente Z.Por ejemplo:Z=11 corresponde al elemento NaAl elemento Fe le corresponde el Z=26

Nmero msicoEl nmero msico de un tomo se define como la suma del nmero de protones y de neutrones que posee y se representa con la letra A.

La vinculacin entre A y Z est dada:A = Nmero de protones + Nmero de neutronesA = Z + Nmero de neutronesDebido a que las partculas nucleares son las que poseen masa apreciable, siendo la de cada una de ellas de aproximadamente 1uma, el nmero de estas partculas da la masa del tomo expresado enumas.Por ejemplo: Un tomo del elemento K (potasio) posee 19 protones y 20 neutrones, lo que determina queA=39y la masa atmica ser 39umas. Smbolo nuclearSe representa al tomo con el smbolo del elemento que lecorresponde; a la izquierda y arriba del smbolo se escribe elnmero msico (A) y a la izquierda y abajo se coloca el nmero atmico (Z).

significa que ese tomo de cloro posee en su ncleo 17 protones, y 37-17=20 neutrones. Por ser una estructura neutra, tendr 17 electrones en la corteza electrnica. IstoposSon tomos que poseen igual nmero de protones y diferente nmero de neutrones, es decir que son tomos del mismo elemento y de diferente nmero de neutrones, o en otras palabras, de igual Z y de diferente A.Muchos elementos existen en la naturaleza formando varios istopos aunque normalmente uno de ellos es ms abundante que el resto. En la Figura I.1 se muestra el ejemplo correspondiente al Ne:

Abundancia isotpica:Indica la fraccin del nmero total de tomos de un cierto istopo con respecto al total de la muestra. En el Carbono natural, la abundancia del 12C y 13C son respectivamente 98,9% y 1,1%. Esto quiere decir que de cada 1000 tomos de C considerados, 989 poseen una masa de 12 umas y 11 de ellos, poseen una masa atmica de 13.Conociendo la masa y la abundancia de cada istopo se puede calcular la masa atmica de cada elemento:

donde mies la masa de un determinado istopo y A su abundancia.Por ejemplo:

Inversamente, puede calcularse la abundancia isotpica conociendo la masa atmica del elemento y la de sus istopos componentes. Corteza ElectrnicaPara poder comprender por qu los tomos se enlazan de una determinada manera, o por qu distintos elementos tienen propiedades fsicas y qumicas diferentes, es necesario aprender algo sobre la distribucin de los electrones en los tomos.La teora de estas distribuciones se basa en gran medida en el estudio de la luz emitida o absorbida por los tomos. Luego veremos como se distribuyen los electrones y comprenderemos, por lo tanto, el ordenamiento de la tabla peridica y el enlace qumico.Cuando los tomos son excitados elctrica o trmicamente y cesa esta excitacin, emiten una radiacin. Si esta es dispersada por un prisma y detectada por una placa fotogrfica, se revelan lneas o bandas. A los conjuntos de estas lneas se los denomina espectros de emisin atmica. Cada lnea espectral corresponde a una cantidad de energa especfica que se emite (Figura I.2 y I.3).

Niels Bohr en 1913 supuso en base a estos espectros que la energa electrnica estcuantizada; es decir que los electrones se encuentran en rbitas discretas y que absorben o emiten energa cuando se mueven de una rbita a otra.Cada rbita corresponde asa un nivel de energa definido para cada electrn y caracterizado por un nmero (n) llamadonmero cuntico principal.Cuando un electrn se mueve de un nivel de energa inferior a uno superior absorbe una cantidad de energa definida y cuando vuelve a caer a su nivel de energa original emite la misma cantidad de energa que absorbi. La energa de esa radiacin est dada por:E = hdondehes la constante de Planck cuyo valor es 6,63 x 10-27ergxseg,yes la frecuencia de la radiacin =c/,cvelocidad de la luz,es la longitud de ondaPor lo tanto,E = hc/

Al nmeronque designa un nivel energtico se lo llama nmero cuntico principal.El nmero mximo de electrones no puede ser superior a2n2.No todos los electrones que pertenecen a un mismo nivel poseen la misma energa.Principios cunticosLos corpsculos de masa muy exigua como los electrones, no siguen las leyes de la dinmica newtoniana, ni tampoco las leyes de la electrodinmica clsica que explica las interacciones de las cargas en movimiento. Se precisan nuevos principios, los de la mecnica cuntica. El primer principio de la misma es que no puede encontrarse un electrn entre dos niveles energticos, es decir, no existe ningn electrn cuya energa sea intermedia entre dos niveles de energa. Estos niveles de energa se enumeran dando al ms cercano al ncleo el nmero 1, al inmediato superior el nmero 2, al nivel siguiente el nmero 3. Al nmero n que designa un nivel energtico se lo llama nmero cuntico principal, y puede tomar cualquier valor entero y positivo. El segundo principio exige que el nmero mximo de electrones en un nivel (poblacin electrnica) no puede ser superior a 2n2.As para el nivel n=1, podr tener como mximo 2 electrones, el nivel n=2 tendr 8. Calcule cuntos electrones se encontrarn como mximo en los niveles energticos n=3, 4 y 5.Viendo los espectros de emisin de elementos con ms de un electrn se ve que cada nivel energtico se compone de varios subniveles ntimamente agrupados, es decir, no todos los electrones que pertenecen a una mismo nivel poseen la misma energa.El nmero de subniveles de un nivel energtico es igual al nmero cuntico principal de este. Tales subniveles se designan de diferentes maneras: el subnivel de menor energa de cada capa se simboliza con la letrasy los sucesivos, cada vez de mayor energa con las letrasp,dyf. Los subniveless,p,dyfpueden contener como mximo 2, 6, 10 y 14 electrones respectivamente.

Ntese que completado el subnivel 3p el siguiente electrn se ubicar en el 4s en lugar del 3d, por poseer menor energa. A medida que los tomos se van haciendo ms complejos el nmero de entrecruzamientos aumenta. Al igual que es limitado el nmero de electrones que admite un nivel principal, lo es tambin el que contiene los subniveles. Como vemos en el diagrama el subnivel s admite slo hasta 2 electrones, el p admite 6, el d admite 10 y el f admite 14.La distribucin electrnica que describimos para cada tomo se denomina configuracin electrnica del estado fundamental. Esto corresponde al tomo aislado en su estado de menor energa o no excitado.Veremos la configuracin electrnica en el estado fundamental del tomo de sodio, Z=11. Los electrones se van ubicando en el subnivel energtico de menor energa disponible; una vez completado cada subnivel comienza a llenarse el inmediato superior; la flecha representa un electrn y los nmeros indican el orden de llenado.

La configuracin electrnica se describe mediante la notacin que se indica en la figura de la derechaEn el ejemplo anterior, la configuracin electrnica es1s2 2s2 2p6 3s1esto es 2 electrones en el subnivel 1s, 2 en el subnivel 2s, 6 electrones en el subnivel 2p y 1 electrn en el subnivel 3s.

IonesLas estructuras cargadas positivamente o negativamente se denominan iones: Con carga positiva: cationes. Con carga negativa: aniones.Cuando dos o ms tomos se acerquen sern los electrones los que interaccionan debido a que forman la corteza del tomo; de ese modo, puede ocurrir que los electrones sean transferidos de un tomo a otro (como discutiremos ms adelante).Si un tomo neutro capta uno o ms electrones, stos no podrn ser neutralizados por la carga del ncleo, por lo que la estructura adquirir carga negativa, transformndose en un anin.Si un tomo neutro cede uno o ms electrones, prevalecer la carga nuclear y la estructura adquirir carga positiva, transformndose en un catin.

Mecnica cunticaActualmente, el tomo es descripto mediante un modelo matemtico, que por medio de la denominada ecuacin de onda de Schrdinger incorpora las propiedades ondulatorias del electrn. Esta ecuacin llega a una serie de soluciones que describen los estados de energa permitidos del electrn. Estas soluciones se denominan funcin de onda, y se las suele simbolizar por la letra psi (y ).Las energas permitidas son las mismas que surgen del modelo de Bohr, aunque en este ltimo, se supone que el electrn est en una rbita circular alrededor del ncleo con radio definido. En el modelo de la mecnica cuntica, no es tan sencillo describir la ubicacin del electrn, ms bien se habla de la probabilidad de que el electrn se encuentra en determinada regin del espacio en un instante dado. El cuadrado de la funcin de onda, y2, en un punto dado del espacio, representa la probabilidad de que el electrn se encuentra en esa ubicacin. Por esta razn, y2 se denomina densidad de probabilidad.Otra forma de expresar la probabilidad es la densidad electrnica; las regiones de probabilidad elevada de encontrar al electrn son regiones de densidad electrnica alta.EJEMPLOS:1) Para cada uno de los tomos siguientes calcule el numero de protones y neutrones en el ncleo y el numero de electrones fuera del ncleo.

2) Calcule la masa atmica del Carbono, hasta cuatro cifras significativas, de acuerdo con los siguientes datos:

3) Calcule la masa atmica del Cloro, hasta cuatro cifras significativas, de acuerdo con los siguientes datos:

2. Elementos qumicos.El origen de los elementos qumicosLa teora ms aceptada, hoy en da, para explicar el origen del Universo es la del "Big Bang" o la Gran Explosin.La teora del Big Bang o teora de la gran explosin es un modelo cientfico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal. Tcnicamente, este modelo se basa en una coleccin de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, , llamados modelos de Friedmann- Lemaitre Robertson Walker. El trmino "Big Bang" se utiliza tanto para referirse especficamente al momento en el que se inici la expansin observable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido ms general para referirse al paradigma cosmolgico que explica el origen y la evolucin del mismo.sta postula que hace diez mil o veinte mil millones de aos, toda la materia y energa presente, incluyendo el espacio que ellas llenan, se concentro en un volumen muy pequeo y por tanto de una densidad e inestabilidad muy grande. Al ocurrir la inmensa explosin, todo comenz a expandirse en un proceso que aun no ha cesado.En el universo primitivo se formo hidrogeno y helio, a partir de las partculas elementales que existan o se formaban como producto de la explosin primigenia.Sin embargo, el resto de los elementos no podan conformarse en tales condiciones, pues sus ncleos atmicos se disociaran a altas energas. A medida que ocurra la expansin del universo, las temperaturas fueron disminuyendo y con el tiempo, las estrellas se convirtieron en las fbricas naturales de los elementos.La capacidad que tienen las estrellas para producir determinados elementos qumicos depende de sus masas, que pueden ir desde 0,1 hasta 100 veces la masa del Sol. De esta forma, la enorme fuerza gravitacional de estos cuerpos estelares propiciara el proceso.Ello tiene lgica: para que dos ncleos atmicos se fusiones es necesario vencer la fuerza elctrica de repulsin de estas partculas, de tal manera que puedan acercarse a una distancia que les permitan atraerse mediante la denominada fuerza nuclear fuerte.En sucesivas fusiones nucleares se han conformado los ncleos de elementos cada vez ms pesados, hasta llegar al isotopo ms estables del hierro que es el 56. Por ser ste el ncleo ms estable, a partir de all ya no es posible continuar la fusin de ncleos, por lo que entra en vigencia una va energticamente menos exigente: la captura de neutrones que, al no tener carga elctrica, pueden penetrar en los ncleos sin ser repetidos. Luego este ncleo emite radiacin beta, dando origen a un nuevo elemento.Concepto de elemento qumico a travs de la historiaEl desarrollo del concepto de elemento qumico est ntimamente relacionado con la evolucin histrica de la qumica. En un principio las ideas fueron meras especulaciones filosficas, destacando el paradigma de los cuatro elementos: aire, agua, tierra y fuego. Fue Lavoisier quien dio un carcter experimental al concepto, al destacar al anlisis qumico como la herramienta necesaria para saber si una sustancia es o no un elemento. Luego Dalton, al plantear su teora atmica a principios del siglo XIX, se ve en la necesidad de asociar cada elemento a un tipo de tomo. Esta nocin es apoyada por Mendeleiev, cuando en el marco de su propuesta de la ley de periodicidad, en 1869, seala que la palabra elemento requiere de la idea de tomo. En el siglo XX se desentraa la estructura interna del tomo y se define al elemento qumico como aquella sustancia que est formada por tomos que, en su ncleo, contienen igual nmero de protones, denominndose ese nmero el nmero atmico (Z).As, todos los tomos de hidrgeno, estn aislados, posean carga positiva o negativa, o se encuentren enlazados con otros tomos formando un compuesto, siempre tendrn un protn en su ncleo (Z = 1). Si un tomo posee 2 protones se identificar como helio (Z = 2), y si tiene tanto como 92 protones en el ncleo, se le identificar como el elemento uranio (Z = 92).El descubrimiento de los elementos

Metales, no metales y metaloidesLa primera clasificacin de elementos conocida fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales de transicin. Aunque muy prctico y todava funcional en la tabla peridica moderna, fue rechazada debido a que haba muchas diferencias en las propiedades fsicas como qumicas. MetalesLa mayor parte de los elementos metlicos exhibe el lustre brillante que asociamos a los metales. Los metales conducen el calor y la electricidad, son maleables (se pueden golpear para formar lminas delgadas) y dctiles (se pueden estirar para formar alambres). Todos son slidos a temperatura ambiente con excepcin del mercurio (punto de fusin =-39C), que es un lquido. Dos metales se funden ligeramente por encima de la temperatura ambiente: el cesio a 28.4C y el galio a 29.8C. En el otro extremo, muchos metales se funden a temperaturas muy altas. Por ejemplo, el cromo se funde a 1900C.Los metales tienden a tener energas de ionizacin bajas y por tanto se oxidan (pierden electrones) cuando sufren reacciones qumicas. Los metales comunes tienen una relativa facilidad de oxidacin. Muchos metales se oxidan con diversas sustancias comunes, incluidos O2y los cidos.Se utilizan con fines estructurales, fabricacin de recipientes, conduccin del calor y la electricidad. Muchos de los iones metlicos cumplen funciones biolgicas importantes: hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, cobre, manganeso, zinc, cobalto, molibdeno, cromo, estao, vanadio No metalesLos no metales varan mucho en su apariencia, no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad. Sus puntos de fusin son ms bajos que los de los metales (aunque el diamante, una forma de carbono, se funde a 700C en condiciones normales de presin y temperatura). Varios no metales existen en condiciones ordinarias como molculas diatmicas. En esta lista estn incluidos cinco gases (H2, N2, O2, F2y Cl2), un lquido (Br2) y un slido voltil (I2). El resto de los no metales son slidos que pueden ser duros como el diamante o blandos como el azufre. Al contrario de los metales, son muy frgiles y no pueden estirarse en hilos ni en lminas. Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases (como el oxgeno), lquidos (bromo) y slidos (como el carbono). No tienen brillo metlico y no reflejan la luz. Muchos no metales se encuentran en todos los seres vivos: carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, fsforo y azufre en cantidades importantes. Otros son oligoelementos: flor, silicio, arsnico, yodo, cloro.Comparacin de los metales y no metales Metales Tienen un lustre brillante; diversos colores, pero casi todos son plateados. Los slidos son maleables y dctiles Buenos conductores del calor y la electricidad Casi todos los xidos metlicos son slidos inicos bsicos. Tienden a formar cationes en solucin acuosa. Las capas externas contienen pocos electrones habitualmente tres o menos. Es preciso advertir que estos caracteres aunque muy generales tienen algunas excepciones como por ejemplo , el manganeso que siendo metal forma cidosNo Metales No tienen lustre; diversos colores. Los slidos suelen ser quebradizos; algunos duros y otros blandos. Malos conductores del calor y la electricidad La mayor parte de los xidos no metlicos son sustancias moleculares que forman soluciones cidas Tienden a formar aniones u oxianiones en solucin acuosa. Las capas externas contienen cuatro o ms electrones*. Excepto hidrgeno y helioLocalizacin en la tabla peridica MetalesCorresponde a los elementos situados a la izquierda y centro de la Tabla Peridica (Grupos 1 (excepto hidrgeno) al 12, y en los siguientes se sigue una lnea quebrada que, aproximadamente, pasa por encima de Aluminio (Grupo 13), Germanio (Grupo 14), Antimonio (Grupo 15) y Polonio (Grupo 16) de forma que al descender aumenta en estos grupos el carcter metlico). No MetalesLos no metales son los elementos situados a la derecha en la Tabla Peridica por encima de la lnea quebrada de los grupos 14 a 17 y son tan solo 25 elementos. (Incluyendo el Hidrgeno). Colocados en orden creciente de nmero atmico, los elementos pueden agruparse, por el parecido de sus propiedades, en 18 familias o grupos (columnas verticales). Desde el punto de vista electrnico, los elementos de una familia poseen la misma configuracin electrnica en la ltima capa, aunque difieren en el nmero de capas (periodos). Los grupos o familias son 18 y se corresponden con las columnas de la Tabla Peridica.Elementos qumicos y nmero atmico Un elemento qumico es una sustancia pura formada por tomos que tienen el mismo nmero atmico, es decir, el mismo nmero de protones. Cada elemento se distingue de los dems por sus propiedades caractersticas. Se denomina nmero atmico al nmero de protones que tiene el ncleo de un tomo. Este nmero es igual al nmero de electrones que el tomo neutro posee alrededor del ncleo.

3. Tabla peridica.

Historia La historia de la tabla peridica est marcada principalmente por el descubrimiento de los elementos qumicos. Elementos como oro, plata, hierro o cobre eran conocidos desde la antigedad; sin embargo, no fue hasta los siglos XVIII y XIX cuando se descubren la mayora de los restantes elementos, ya que mejoran las tcnicas de trabajo cientfico. La aparicin de gran cantidad de elementos hizo que se pusieran de manifiesto semejanzas en propiedades, masas relacionadas o comportamientos qumicos parecidos. Estas semejanzas empujaron a los qumicos a buscar algn tipo de clasificacin, de tal manera que se facilitase su conocimiento y descripcin, y se impulsara el descubrimiento de nuevos elementos. La tabla peridica actual o sistema peridico est basada en la propuesta por D. Mendeleiev en 1869. En ella, los elementos se encuentran ordenados, de izquierda a derecha, por valores crecientes de sus nmeros atmicos (Z). Adems de esto, los elementos aparecen distribuidos en filas y columnas.Existen 7 filas horizontales que se denominan perodos y 18 columnas verticales que se denominan grupos. Los elementos tambin se clasifican en: metales (sus tomos tienden a perder electrones y formar cationes), no metales (sus tomos tienden a ganar electrones y formar aniones) y semimetales (sus tomos se transforman con dificultad en iones positivos) de acuerdo con sus propiedades para ganar o perder electrones.

Dimitri Mendeleiev (1834 - 1907). Qumico ruso, padre de la tabla peridica de los elementos. Desde joven se destac en Ciencias en la escuela, no as en ortografa. Un cuado suyo exiliado por motivos polticos y un qumico de la fbrica le inculcaron el amor por las ciencias.

Se gradu en 1855 como el primero de su clase. Present la tesis Sobre volmenes especficos para conseguir la plaza de maestro de escuela, y la tesis Sobre la estructura de las combinaciones silceas para alcanzar la plaza de ctedra de qumica en la Universidad de San Petersburgo. A los 23 aos era ya encargado de un curso de dicha universidad. Entre sus trabajos destacan los estudios acerca de la expansin trmica de los lquidos, el descubrimiento del punto crtico, el estudio de las desviaciones de los gases reales respecto de lo enunciado en la ley de BoyleMariotte y una formulacin ms exacta de la ecuacin de estado. Pero su principal logro investigador fue el establecimiento del llamado sistema peridico de los elementos qumicos, o tabla peridica, gracias al cual culmin una clasificacin definitiva de los citados elementos (1869) y abri el paso a los grandes avances experimentados por la Qumica en el siglo XX.

Grupos y perodos La colocacin de los elementos en la tabla peridica se hace teniendo en cuenta la configuracin electrnica. En cada perodo aparecen los elementos cuyo ltimo nivel de su configuracin electrnica coincide con el nmero del perodo, ordenados por orden creciente de nmero atmico. Por ej., el perodo 3 incluye los elementos cuyos electrones ms externos estn en el nivel 3;

En cada grupo aparecen los elementos que presentan el mismo nmero de electrones en el ltimo nivel ocupado o capa de valencia. Por ejemplo, todos los elementos del grupo 13 contienen 3 electrones en su capa ms externa y el ltimo electrn queda en un orbital p;

Perodos: En la tabla peridica los elementos estn ordenados de forma que aquellos con propiedades qumicas semejantes, se encuentren situados cerca uno de otro. Los elementos se distribuyen en filas horizontales, llamadas perodos. Pero los periodos no son todos iguales, sino que el nmero de elementos que contienen va cambiando, aumentando al bajar en la tabla peridica. El primer periodo tiene slo dos elementos, el segundo y tercer periodo tienen ocho elementos, el cuarto y quinto periodos tienen dieciocho, el sexto periodo tiene treinta y dos elementos, y el sptimo no tiene los treinta y dos elementos porque est incompleto. Estos dos ltimos periodos tienen catorce elementos separados, para no alargar demasiado la tabla y facilitar su trabajo con ella. El periodo que ocupa un elemento coincide con su ltima capa electrnica. Es decir, un elemento con cinco capas electrnicas, estar en el quinto periodo. El hierro, por ejemplo, pertenece al cuarto periodo, ya que tiene cuatro capas electrnicas. Grupos: Las columnas de la tabla reciben el nombre de grupos. Existen dieciocho grupos, numerados desde el nmero 1 al 18. Los elementos situados en dos filas fuera de la tabla pertenecen al grupo 3. En un grupo, las propiedades qumicas son muy similares, porque todos los elementos del grupo tienen el mismo nmero de electrones en su ltima o ltimas capas. As, si nos fijamos en la configuracin electrnica de los elementos del primer grupo, el grupo 1 o alcalinos:

La configuracin electrnica de su ltima capa es igual, variando nicamente el periodo del elemento.

Propiedades peridicas La utilidad de la Tabla Peridica reside en que la ordenacin de los elementos qumicos permite poner de manifiesto muchas regularidades y semejanzas en sus propiedades y comportamientos. Por ejemplo, todos los elementos de un mismo grupo poseen un comportamiento qumico similar, debido a que poseen el mismo nmero de electrones en su capa ms externa (estos electrones son los que normalmente intervienen en las reacciones qumicas). Existen, por tanto, muchas propiedades de los elementos que varan de forma gradual al movernos en un determinado sentido en la tabla peridica, como son: radio atmico, energa de ionizacin, carcter metlico y electronegatividad. Radio atmico: Es la distancia que existe entre el ncleo y la capa de valencia (la ms externa).Con frecuencia se piensa que los tomos son objetos esfricos con lmites bien definidos. Sin embargo, una conclusin obtenida de la mecnica cuntica, es que el tomo no tiene lmites definidos que determinen su tamao. La distribucin de la densidad electrnica disminuye lentamente al aumentar la distancia al ncleo, aproximndose a cero a grandes distancias.El radio atmico es difcil de definir para un tomo aislado, sin embargo, en el caso de que dos tomos se unan entre s, como Cl2o Br2, puede definirse el radio atmico como el radio de una esfera que tiene la longitud de enlace cuando las esferas se tocan entre s.Los mtodos de medida del mismo son indirectos y no nos detendremos en ellos pero es importante ver la periodicidad de estos. Pueden deducirse algunas tendencias de la variacin del tamao atmico en la tabla peridica:

Estas reglas son el resultado de dos factores: el nmero cuntico principal del nivel ms externo y la carga nuclear efectiva que acta sobre sus electrones. Al aumentar el primero de los factores y disminuir el segundo, el radio atmico ser mayor. La carga nuclear efectiva experimentada por un electrn en un nivel de energa externo es menor que la carga nuclear. Esto se debe a que los electrones que ocupan los niveles de energa internos apantallan o escudan al ncleo de los electrones ms externos, produciendo una disminucin de la carga nuclear real y por tanto la fuerza de atraccin.Descendiendo en un grupo, se produce el aumento del radio atmico debido a que aumenta el nmero de niveles ocupados y simultneamente disminuye la carga nuclear efectiva por aumento del efecto de apantallamiento. Movindonos de izquierda a derecha en un perodo, se produce una disminucin del radio atmico ya que por cada lugar que se avanza aumenta en uno el nmero de protones y de electrones, los cuales se ubican en el mismo nivel, produciendo que las fuerzas de atraccin aumenten por aumento de la carga nuclear efectiva, comprimiendo al tomo.Una conclusin obtenida de la mecnica cuntica, es que el tomo no tiene lmites definidos que determinen su tamao.Los radios atmicos se miden en Amstrongs Energa de ionizacin: Llamada tambin potencial de ionizacin. Es la cantidad mnima de energa que se necesita para arrancar un electrn de un tomo aislado en su estado fundamental, formando un in con carga positiva. El proceso puede representarse como:

La figura muestra los valores de la energa de ionizacin de los elementos. En cada perodo (por ejemplo, en el que va del litio al nen) se aprecia, con algunas excepciones, un aumento relativamente constante de izquierda a derecha.

Dos factores, cuando menos, influyen en ello: en primer lugar, la carga nuclear crece (Z es mayor) hacia la derecha del perodo, hecho que por s slo hace prever un aumento del potencial de ionizacin en el mismo sentido; en segundo lugar, el tamao de los tomos decrece del litio al nen, circunstancia que, tambin por s sola, debe determinar un aumento de dicho potencial, ya que cuanto ms cerca se halle un electrn de un ncleo, ms difcil ser separarlo de l.

Un nivel de ocho electrones, un octeto, como suele llamarse, resulta una agrupacin particularmente difcil de romper. En especial, se requiere mucha energa para arrancar un electrn de un tomo cuyo nivel exterior contenga ocho electrones, por lo que tomos tales como los de nen poseen un elevado potencial de ionizacin. Como regla general, basta recordar que los elementos de alto potencial de ionizacin estn a la derecha en la tabla peridica, mientras que los de bajo potencial se hallan a la izquierda.Pasemos ahora a estudiar la variacin del potencial dentro de un mismo grupo.En el caso de los alcalinos y los gases nobles, se observa una disminucin progresiva de arriba hacia abajo, hecho fcil de predecir a partir tan slo del aumento del tamao atmico. El tomo de helio es sumamente pequeo, por lo cual el electrn que ha de arrancarse est muy cerca del ncleo; se encuentra, pues, mucho ms firmemente unido a l que en el tomo de nen, en el que se halla situado bastante ms lejos.En cuanto al aumento de la carga nuclear, queda prcticamente compensado por el efecto de pantalla de los electrones interpuestos.Al estudiar la qumica de los elementos es preciso a veces referirse a una segunda ionizacin e incluso a ionizaciones en mayor grado debidas a la separacin de dos o ms electrones. En todos los casos, tales ionizaciones subsiguientes exigen grandes cantidades adicionales de energa por electrn. Ms an, cuando la ionizacin implica la ruptura de una configuracin de gas noble, se observa que hace falta un gran aumento supletorio de energa. He aqu, como ilustracin de este fenmeno, los potenciales sucesivos de ionizacin del berilio (Z = 4): 9,32; 18,21; 153,85 y 217,66 eV, que son las energas necesarias para separar, respectivamente, el primero, el segundo, el tercero y el cuarto electrn. Carcter metlico: Un elemento se considera metal, desde un punto de vista electrnico, cuando cede fcilmente electrones y no tiene tendencia a ganarlos.

Afinidad electrnica: Es la cantidad de energa puesta en juego cuando se aade un electrn a un tomo aislado y en estado fundamental. Este proceso puede representarse como:

Es lgico esperar que los elementos del grupo VII tengan gran afinidad electrnica puesto que la adicin de un solo electrn a un tomo lleva a la formacin de un octeto estable. La disminucin de la afinidad desde el cloro al yodo no debe sorprendernos, ya que el tamao atmico aumenta en este sentido: en el yodo el electrn ha de aadirse a la quinta capa, que est mucho ms alejada del ncleo; por consiguiente, dicho electrn quedar menos slidamente unido a l que en los restantes elementos del mismo grupo.Ambos datos, afinidad electrnica y potencial de ionizacin, pueden combinarse para predecir qu tomos son capaces de arrancar electrones a otros. Electronegatividad: La electronegatividad mide la tendencia de un tomo a atraer electrones en una unin qumica. Es claro que esta tendencia est relacionada con las dos cantidades definidas anteriormente (energa de ionizacin y afinidad electrnica), sin embargo, dado que es una tendencia relativa, puede calcularse de diferentes modos dando lugar a diferentes escalas. La escala ms frecuentemente utilizada es la de Pauling. En cualquier escala la electronegatividad ir incrementndose hacia la derecha y hacia arriba de la tabla peridica.Es importante comprender las diferencias entre la electronegatividad que indica slo una tendencia y cuando un tomo est unido, de las propiedades definidas anteriormente que se refieren a energas y a tomos aislados. En el tema de enlace qumico se volver sobre el concepto de electronegatividad. La propiedad antagnica a la electronegatividad se denomina electropositividad y es tomada como representativa de la propiedad denominada carcter metlico (en realidad, el carcter metlico incluye otras caractersticas como son: conductividad de la corriente elctrica, conductividad trmica, etc.); debido a ello, el carcter metlico formalmente aumenta hacia abajo y hacia la izquierda en la tabla peridica

CONCLUSIN.Los tomos son elctricamente neutrales porque el nmero de protones (cargas +) es igual al nmero de electrones (cargas -). De esta manera se neutralizan. Si se consideran tomos ms grandes, el nmero de protones aumenta, y tambin aumenta el nmero de electrones en el estadoneutraldel tomo.La mayora del espacio ocupado por un tomo est en realidad vaco porque el electrn gira a una distancia muy alejada delncleo. Por ejemplo, si fusemos a dibujar un tomo de hidrgeno a escala y ussemos unprotnde un centmetro (ms o menos del tamao de este dibujo -), el tomo delelectrngirara a una distancia de ~0.5 km delncleo. En otras palabras, el tomo sera ms grande que una cancha de football!Otra importante caracterstica del tomo es su peso o su masa atmica. El peso de un tomo est aproximadamente determinado por el nmero total de protones y de neutrones en el tomo. Mientras que los protones y los neutrones son ms o menos del mismo tamao, el electrn es ms de 1,800 veces ms pequeo que estos dos. Es as que el peso del electrn es irrelevante al determinar el peso del tomo. Es como comparar el peso de una mosca al peso de un elefante.Cualquier estructura satisfactoria para un grupo de hechos, deber ser construida sobre una base bien slida. As, la base para la tabla peridica, es la Ley Peridica, la cual, en su versin moderna establece que las propiedades de los elementos qumicos son funcin peridica de su nmero atmico. Todas las formas de la tabla peridica son, necesariamente, solo intentos arbitrarios y artificiales de representar esta ley, de la manera ms adecuada posible. Pero la Ley Peridica tiene asimismo, su propia base fundamental, la cual necesita ser entendida al detalle, a fin de que la tabla peridica pueda tener la mxima efectividad.

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