QUÍMICA 2º DE BACHILLERATO
TEMA 1_B: TABLA PERIÓDICA Y PROPIEDADES PERIÓDICAS
Al finalizar este tema, el alumnado deberá ser capaz de:
- Justificar la distribución de los elementos químicos en los 18 grupos y 7 períodos de la Tabla
Periódica, así como la estructuración de la Tabla Periódica en 4 bloques, relacionando cada
bloque con el tipo de orbital ocupado por el electrón diferenciador.
- Determinar la configuración electrónica de átomos e iones monoatómicos de los elementos
representativos, conocida su posición en la Tabla Periódica, y viceversa.
- Justificar la reactividad de un elemento a partir de su estructura electrónica o de su posición
en la Tabla Periódica.
- Definir las propiedades periódicas de los elementos químicos: radio atómico, energía de
ionización, afinidad electrónica y electronegatividad.
- Comparar razonadamente el radio iónico con el radio del átomo del que procede.
- Comparar razonadamente los radios de dos iones del mismo grupo con la misma carga, y de
dos iones isoelectrónicos.
- Justificar la variación de: radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y
electronegatividad, a lo largo de un grupo o de un período. Comparar razonadamente el valor
de dichas propiedades para dos elementos situados en el mismo período o en el mismo grupo.
1
,1. Tabla periódica de los elementos y configuración electrónica
Al estudiar las propiedades de los elementos químicos, se comprueba que existen grupos de elementos
con propiedades muy parecidas, especialmente en su comportamiento químico.
Por ejemplo, el grupo de metales: Li, Na, K, Rb, Cs, llamados alcalinos, o el grupo de no metales F, Cl,
Br, I, At, llamados halógenos.
Si colocamos en una tabla todos los elementos químicos, por orden creciente de su número atómico
Z, de forma que vayan coincidiendo en la misma columna los elementos con propiedades parecidas,
el resultado será la tabla periódica de los elementos químicos:
Como se puede ver, la tabla periódica tiene 7 filas o períodos y 18 columnas o grupos, si bien es cierto
que en la tercera columna:
- En el hueco del Lantano (La, Z = 57) hay que incluir otros 14 elementos más, llamados
Lantánidos, cuyas propiedades son muy similares a las del Lantano.
- En el hueco del Actinio (Ac, Z = 89) hay que incluir otros 14 elementos más, llamados
Actínidos, cuyas propiedades son muy similares a las del Actinio.
Elementos del mismo grupo
Si comparamos las configuraciones electrónicas de los elementos que están en la misma columna o
grupo, es decir, los que tienen propiedades parecidas, veremos que todos ellos tienen la misma
configuración electrónica en la última capa (último nivel).
Por ejemplo, la última capa de todos los alcalinos es ns1:
Li …. 2s1 Na …. 3s1 K …. 4s1 Rb …. 5s1
Y la última capa de todos los halógenos es ns2 np5:
F …. 2s2 2p5 Cl …. 3s2 3p5 Br …. 4s2 4p5 I …. 5s2 5p5
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,Todos los elementos de un grupo, tienen la misma configuración electrónica en la última capa (último
nivel).
Esto nos hace pensar que la configuración electrónica de la última capa es determinante en el
comportamiento de un átomo, lo cual es bastante razonable, ya que la capa electrónica más externa es la
parte del átomo que interacciona con el medio que lo rodea.
En el próximo tema veremos que la última capa electrónica de un átomo es la que determina el tipo de
enlace que formará con otros átomos y también el número de electrones que perderá, ganará o
compartirá en los enlaces que forme (valencia o número de oxidación).
Por eso, la última capa o el último nivel de la configuración electrónica de un átomo se denomina
habitualmente capa de valencia o nivel de valencia.
Por ejemplo, los alcalinos y los halógenos se unen entre sí mediante enlace iónico. El alcalino cede al
halógeno el único electrón que tiene en la última capa, convirtiéndose ambos en iones de carga contraria
que se unen entre sí.
Elementos del mismo período
La tabla de elementos se llama periódica porque, cada vez que recorremos una nueva fila, se van
“repitiendo”, en el nuevo elemento, las propiedades del elemento que está encima.
Por ejemplo, cuando recorremos la tercera fila, el Sodio repite las propiedades del Litio, el Magnesio las
del Berilio, el Aluminio las del Boro, etc.
Por eso cada fila es un período, porque es el recorrido necesario para que se repitan las propiedades
de los elementos.
Si comparamos las configuraciones electrónicas de los elementos que están en la misma fila o período,
veremos que todos tienen el mismo número de capas o niveles electrónicos, estén completos o no.
Por ejemplo, todos los elementos del segundo período tienen 2 capas electrónicas:
Li:1s2 2s1 Be:1s2 2s2 B:1s2 2s22p1 C:1s22s22p2 N:1s22s22p3 O:1s22s22p4 F:1s22s22p5 Ne:1s22s22p6
Todos los elementos de un período tienen tantas capas (niveles) como indica el número de su período.
Es decir, el número de la última capa (nivel) es el mismo que el de su período.
Para entender por qué los períodos de la tabla son tan desiguales en número de elementos debemos
fijarnos en el orden de llenado de orbitales que se sigue en el diagrama de Moeller (principio de mínima
energía):
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,2. Grupo y período de un elemento y configuración electrónica
Los elementos de la tabla periódica se pueden agrupar en 4 bloques, según el tipo de orbital (s, p, d, f)
que ocupe el último electrón de la configuración electrónica fundamental del átomo neutro, llamado
electrón diferenciador. Estos 4 bloques, se denominan bloque s, bloque p, bloque d y bloque f:
Utilizando la tabla anterior podemos averiguar el grupo y el período de un elemento a partir de la
configuración electrónica del átomo neutro, de la siguiente forma:
Para averiguar el grupo de un elemento, nos fijamos en el orbital y el número x (sx, px, dx) del electrón
diferenciador de la configuración electrónica fundamental del átomo neutro. Con la tabla anterior
obtenemos el grupo del elemento.
Ejemplo: X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
El electrón diferenciador 3d7 sitúa al elemento X en el 7º grupo del bloque d, que es el grupo 9 de la tabla.
Para averiguar el período de un elemento, nos fijamos en la capa o nivel más alto de la configuración
electrónica fundamental del átomo neutro.
Ejemplo: X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
La capa más alta de la configuración, n = 4, sitúa al elemento X en el período 4.
También podemos averiguar el grupo y el período de un elemento a partir de la configuración electrónica
de un ión, pero teniendo en cuenta que:
Un ión tiene distinta configuración electrónica que el átomo neutro del que procede, por lo que, para obtener
el grupo y el período del elemento, escribimos primero la configuración electrónica fundamental del
átomo neutro.
Ejemplo:
Hallar el grupo y el período del elemento X, sabiendo que: X2+ (Z=12): 1s2 2s2 2p6
Primero escribimos la configuración fundamental del átomo neutro X: X (Z=12): 1s2 2s2 2p6 3s2
A partir de ella ya podemos obtener el grupo y el período del elemento, fijándonos en que el electrón
diferenciador 3s2 sitúa el elemento X en el 2º grupo del bloque s, grupo 2 de la tabla; y en que la capa más
alta n = 3 sitúa a X en el período 3.
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, Lógicamente, también podemos utilizar la tabla anterior para averiguar la configuración electrónica de
un elemento a partir de su grupo y su período, de la siguiente forma:
- A partir del grupo obtenemos el orbital y el número x del electrón diferenciador: nsx , (n-1)dx , npx
- A partir del período obtenemos la capa más alta “n” de la configuración.
- Con el diagrama de Moeller completamos la configuración escribiendo todos los orbitales que están
por debajo del electrón diferenciador.
Ejemplo:
Hallar la configuración electrónica de un elemento X, sabiendo que está situado en el grupo 5 y en el
período 4 de la tabla periódica. Hallar también el número atómico de X.
El grupo 5 de la tabla corresponde al 3º grupo del bloque d, por lo que el electrón diferenciador de la
configuración de X será: (n-1)d3
El período 4 significa que la capa más alta es n = 4, por lo que el electrón diferenciador de X es: 3d3
Por tanto, 3d3 es el último electrón que se coloca en la configuración.
Para completar la configuración escribimos todos los orbitales que están por
debajo del electrón diferenciador, utilizando el diagrama de Moeller:
X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
Como esta configuración corresponde a un átomo neutro del elemento X, el
número de electrones coincide con el número atómico. Por tanto, Z = 23.
Ejercicios resueltos
1) PAU Utilizando la correspondiente configuración electrónica, indica, de forma razonada, el
período y grupo de la tabla periódica a los que pertenece el elemento X (Z = 50). Escribe la
configuración electrónica de la especie X2+.
Solución:
Configuración electrónica del átomo X (Z=50), con 50 electrones:
X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p2
El electrón diferenciador 5p2 sitúa a X en el 2º grupo del bloque p, es decir, en el grupo 14 de la tabla.
La capa más alta n = 5 sitúa a X en el período 5.
Configuración electrónica del ión X2+(Z=50), con 48 electrones:
X2+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
2) Indica, razonadamente, el período y el grupo de la tabla periódica de los siguientes elementos:
A: [Kr] 5s2 4d3 B: [Ar] 4s2 3d10 4p3
En esta escritura abreviada de las configuraciones electrónicas, el símbolo del gas noble entre corchetes
representa su propia configuración electrónica. Así, solo se escribe la parte de la configuración que
corresponde a la última o últimas capas del elemento, que son las que determinan su grupo y período.
Solución:
a) A: [Kr] 5s2 4d3
El electrón diferenciador 4d3 sitúa al elemento A en el 3º grupo del bloque d, que es el grupo 5 de la tabla.
La capa más alta n = 5 sitúa al elemento A en el período 5.
b) B: [Ar] 4s2 3d10 4p3
El electrón diferenciador 4d3 sitúa al elemento B en el 3º grupo del bloque p, que es el grupo 15 de la tabla.
La capa más alta n = 4 sitúa al elemento B en el período 4.
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TEMA 1_B: TABLA PERIÓDICA Y PROPIEDADES PERIÓDICAS
Al finalizar este tema, el alumnado deberá ser capaz de:
- Justificar la distribución de los elementos químicos en los 18 grupos y 7 períodos de la Tabla
Periódica, así como la estructuración de la Tabla Periódica en 4 bloques, relacionando cada
bloque con el tipo de orbital ocupado por el electrón diferenciador.
- Determinar la configuración electrónica de átomos e iones monoatómicos de los elementos
representativos, conocida su posición en la Tabla Periódica, y viceversa.
- Justificar la reactividad de un elemento a partir de su estructura electrónica o de su posición
en la Tabla Periódica.
- Definir las propiedades periódicas de los elementos químicos: radio atómico, energía de
ionización, afinidad electrónica y electronegatividad.
- Comparar razonadamente el radio iónico con el radio del átomo del que procede.
- Comparar razonadamente los radios de dos iones del mismo grupo con la misma carga, y de
dos iones isoelectrónicos.
- Justificar la variación de: radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y
electronegatividad, a lo largo de un grupo o de un período. Comparar razonadamente el valor
de dichas propiedades para dos elementos situados en el mismo período o en el mismo grupo.
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,1. Tabla periódica de los elementos y configuración electrónica
Al estudiar las propiedades de los elementos químicos, se comprueba que existen grupos de elementos
con propiedades muy parecidas, especialmente en su comportamiento químico.
Por ejemplo, el grupo de metales: Li, Na, K, Rb, Cs, llamados alcalinos, o el grupo de no metales F, Cl,
Br, I, At, llamados halógenos.
Si colocamos en una tabla todos los elementos químicos, por orden creciente de su número atómico
Z, de forma que vayan coincidiendo en la misma columna los elementos con propiedades parecidas,
el resultado será la tabla periódica de los elementos químicos:
Como se puede ver, la tabla periódica tiene 7 filas o períodos y 18 columnas o grupos, si bien es cierto
que en la tercera columna:
- En el hueco del Lantano (La, Z = 57) hay que incluir otros 14 elementos más, llamados
Lantánidos, cuyas propiedades son muy similares a las del Lantano.
- En el hueco del Actinio (Ac, Z = 89) hay que incluir otros 14 elementos más, llamados
Actínidos, cuyas propiedades son muy similares a las del Actinio.
Elementos del mismo grupo
Si comparamos las configuraciones electrónicas de los elementos que están en la misma columna o
grupo, es decir, los que tienen propiedades parecidas, veremos que todos ellos tienen la misma
configuración electrónica en la última capa (último nivel).
Por ejemplo, la última capa de todos los alcalinos es ns1:
Li …. 2s1 Na …. 3s1 K …. 4s1 Rb …. 5s1
Y la última capa de todos los halógenos es ns2 np5:
F …. 2s2 2p5 Cl …. 3s2 3p5 Br …. 4s2 4p5 I …. 5s2 5p5
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,Todos los elementos de un grupo, tienen la misma configuración electrónica en la última capa (último
nivel).
Esto nos hace pensar que la configuración electrónica de la última capa es determinante en el
comportamiento de un átomo, lo cual es bastante razonable, ya que la capa electrónica más externa es la
parte del átomo que interacciona con el medio que lo rodea.
En el próximo tema veremos que la última capa electrónica de un átomo es la que determina el tipo de
enlace que formará con otros átomos y también el número de electrones que perderá, ganará o
compartirá en los enlaces que forme (valencia o número de oxidación).
Por eso, la última capa o el último nivel de la configuración electrónica de un átomo se denomina
habitualmente capa de valencia o nivel de valencia.
Por ejemplo, los alcalinos y los halógenos se unen entre sí mediante enlace iónico. El alcalino cede al
halógeno el único electrón que tiene en la última capa, convirtiéndose ambos en iones de carga contraria
que se unen entre sí.
Elementos del mismo período
La tabla de elementos se llama periódica porque, cada vez que recorremos una nueva fila, se van
“repitiendo”, en el nuevo elemento, las propiedades del elemento que está encima.
Por ejemplo, cuando recorremos la tercera fila, el Sodio repite las propiedades del Litio, el Magnesio las
del Berilio, el Aluminio las del Boro, etc.
Por eso cada fila es un período, porque es el recorrido necesario para que se repitan las propiedades
de los elementos.
Si comparamos las configuraciones electrónicas de los elementos que están en la misma fila o período,
veremos que todos tienen el mismo número de capas o niveles electrónicos, estén completos o no.
Por ejemplo, todos los elementos del segundo período tienen 2 capas electrónicas:
Li:1s2 2s1 Be:1s2 2s2 B:1s2 2s22p1 C:1s22s22p2 N:1s22s22p3 O:1s22s22p4 F:1s22s22p5 Ne:1s22s22p6
Todos los elementos de un período tienen tantas capas (niveles) como indica el número de su período.
Es decir, el número de la última capa (nivel) es el mismo que el de su período.
Para entender por qué los períodos de la tabla son tan desiguales en número de elementos debemos
fijarnos en el orden de llenado de orbitales que se sigue en el diagrama de Moeller (principio de mínima
energía):
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,2. Grupo y período de un elemento y configuración electrónica
Los elementos de la tabla periódica se pueden agrupar en 4 bloques, según el tipo de orbital (s, p, d, f)
que ocupe el último electrón de la configuración electrónica fundamental del átomo neutro, llamado
electrón diferenciador. Estos 4 bloques, se denominan bloque s, bloque p, bloque d y bloque f:
Utilizando la tabla anterior podemos averiguar el grupo y el período de un elemento a partir de la
configuración electrónica del átomo neutro, de la siguiente forma:
Para averiguar el grupo de un elemento, nos fijamos en el orbital y el número x (sx, px, dx) del electrón
diferenciador de la configuración electrónica fundamental del átomo neutro. Con la tabla anterior
obtenemos el grupo del elemento.
Ejemplo: X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
El electrón diferenciador 3d7 sitúa al elemento X en el 7º grupo del bloque d, que es el grupo 9 de la tabla.
Para averiguar el período de un elemento, nos fijamos en la capa o nivel más alto de la configuración
electrónica fundamental del átomo neutro.
Ejemplo: X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
La capa más alta de la configuración, n = 4, sitúa al elemento X en el período 4.
También podemos averiguar el grupo y el período de un elemento a partir de la configuración electrónica
de un ión, pero teniendo en cuenta que:
Un ión tiene distinta configuración electrónica que el átomo neutro del que procede, por lo que, para obtener
el grupo y el período del elemento, escribimos primero la configuración electrónica fundamental del
átomo neutro.
Ejemplo:
Hallar el grupo y el período del elemento X, sabiendo que: X2+ (Z=12): 1s2 2s2 2p6
Primero escribimos la configuración fundamental del átomo neutro X: X (Z=12): 1s2 2s2 2p6 3s2
A partir de ella ya podemos obtener el grupo y el período del elemento, fijándonos en que el electrón
diferenciador 3s2 sitúa el elemento X en el 2º grupo del bloque s, grupo 2 de la tabla; y en que la capa más
alta n = 3 sitúa a X en el período 3.
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, Lógicamente, también podemos utilizar la tabla anterior para averiguar la configuración electrónica de
un elemento a partir de su grupo y su período, de la siguiente forma:
- A partir del grupo obtenemos el orbital y el número x del electrón diferenciador: nsx , (n-1)dx , npx
- A partir del período obtenemos la capa más alta “n” de la configuración.
- Con el diagrama de Moeller completamos la configuración escribiendo todos los orbitales que están
por debajo del electrón diferenciador.
Ejemplo:
Hallar la configuración electrónica de un elemento X, sabiendo que está situado en el grupo 5 y en el
período 4 de la tabla periódica. Hallar también el número atómico de X.
El grupo 5 de la tabla corresponde al 3º grupo del bloque d, por lo que el electrón diferenciador de la
configuración de X será: (n-1)d3
El período 4 significa que la capa más alta es n = 4, por lo que el electrón diferenciador de X es: 3d3
Por tanto, 3d3 es el último electrón que se coloca en la configuración.
Para completar la configuración escribimos todos los orbitales que están por
debajo del electrón diferenciador, utilizando el diagrama de Moeller:
X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
Como esta configuración corresponde a un átomo neutro del elemento X, el
número de electrones coincide con el número atómico. Por tanto, Z = 23.
Ejercicios resueltos
1) PAU Utilizando la correspondiente configuración electrónica, indica, de forma razonada, el
período y grupo de la tabla periódica a los que pertenece el elemento X (Z = 50). Escribe la
configuración electrónica de la especie X2+.
Solución:
Configuración electrónica del átomo X (Z=50), con 50 electrones:
X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p2
El electrón diferenciador 5p2 sitúa a X en el 2º grupo del bloque p, es decir, en el grupo 14 de la tabla.
La capa más alta n = 5 sitúa a X en el período 5.
Configuración electrónica del ión X2+(Z=50), con 48 electrones:
X2+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
2) Indica, razonadamente, el período y el grupo de la tabla periódica de los siguientes elementos:
A: [Kr] 5s2 4d3 B: [Ar] 4s2 3d10 4p3
En esta escritura abreviada de las configuraciones electrónicas, el símbolo del gas noble entre corchetes
representa su propia configuración electrónica. Así, solo se escribe la parte de la configuración que
corresponde a la última o últimas capas del elemento, que son las que determinan su grupo y período.
Solución:
a) A: [Kr] 5s2 4d3
El electrón diferenciador 4d3 sitúa al elemento A en el 3º grupo del bloque d, que es el grupo 5 de la tabla.
La capa más alta n = 5 sitúa al elemento A en el período 5.
b) B: [Ar] 4s2 3d10 4p3
El electrón diferenciador 4d3 sitúa al elemento B en el 3º grupo del bloque p, que es el grupo 15 de la tabla.
La capa más alta n = 4 sitúa al elemento B en el período 4.
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