La tabla periódica y la estructura de los átomos

Incluido en: El descubrimiento de los elementos

La tabla periódica y la estructura de los átomos

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Resumen

¿Qué información obtenemos de la tabla periódica sobre los elementos, sus propiedades y su comportamiento? ¿Por qué viene definido cada elemento por su número atómico?

Claves de aprendizaje

  • La estructura de los átomos revela por qué pueden los elementos disponerse en un orden en concreto.
  • Henry Moseley dispuso los elementos según su número atómico.
  • El número atómico es el número de protones que tiene un átomo de un elemento particular.
  • La tabla periódica relaciona los elementos según su estructura atómica y comportamiento químico.

La casi totalidad de los temas cuenta con un pack de materiales de aprendizaje dirigidos tanto al docente como a los alumnos. Entre los recursos incluidos hay bloques con ampliación de las preguntas formuladas, diagramas etiquetados y mudos así como diversas imágenes asociadas. Puedes descargarte todos estos recursos bien en una carpeta zip o bien uno o a uno.

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Dimitri Mendeléiev, 1869

Cuando Mendeléiev inventó la tabla periódica en 1869, se adelantó a su época.

Más tarde, la obra maestra de Mendeléiev sufrió un ajuste significativo.

En 1913, el científico británico Henry Moseley propuso disponer los elementos, no según su masa atómica relativa, sino su número atómico: el número de protones en sus átomos.

Henry Moseley, 1913

Número atómico = número de protones

Los químicos se habían dado cuenta de que el número de protones era un número entero, fijo y único que definía a cada elemento.

Este número aumenta de uno en uno a lo largo de cada fila. Por lo tanto, a lo largo del tercer periodo, el sodio tiene 11 protones, el magnesio, 12, y así hasta el argón, que tiene 18.

Por primera vez se tuvo la certeza de que solo había 92 elementos que existían de manera natural, desde el hidrógeno, con 1 protón, hasta el uranio, con 92.

No había un número infinito de elementos nuevos por descubrir... y la química de la materia tenía realmente un verdadero orden natural.

El misterio de por qué los elementos formaban grupos verticales, con propiedades similares, también quedaba explicado por la estructura del átomo.

A medida que aumenta el número de electrones, estos se organizan en distintas «capas» alrededor del núcleo.

El primer periodo, del hidrógeno al helio, corresponde a la primera capa, que se va llenando de electrones hasta tener 2.

La segunda capa electrónica se llena con un máximo de 8 electrones a lo largo del segundo periodo, del litio al neón.

Y lo mismo para la tercera capa, del sodio al argón.

Esto es crucial, ya que significa que cada columna contiene elementos con el mismo número de electrones exteriores. Este es el factor clave que determina sus similitudes y su reactividad.

Número de grupo = número de electrones exteriores

Por tanto, los elementos del grupo 1 solo tienen un electrón exterior, lo que los hace muy reactivos.

Los elementos del grupo 7 –llamados halógenos– tienen 7 electrones exteriores.

Bajando por cada grupo, los átomos se vuelven cada vez más grandes, con más capas electrónicas. Lo que explica las tendencias que se observan en cada grupo.

Por fin era posible ordenar los elementos en una tabla que vinculase la estructura atómica con el comportamiento químico.

Mendeléiev no se había equivocado.


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