La Tabla Periódica: Organización de los Elementos Químicos y su Utilidad en la Química

La tabla periódica es un cuadro que organiza y segmenta los diferentes elementos químicos que existen. De esta manera, estos elementos se ordenan según sus particularidades o propiedades dentro de la tabla. El nombre completo de este cuadro es la tabla periódica de los elementos o también se la denomina sistema periódico.

¿Qué es y para qué sirve la tabla periódica?

Al organizar y agrupar los elementos químicos, la tabla periódica es una herramienta esencial en el estudio de la química. En este sentido, la tabla periódica sirve para reconocer las semejanzas entre los distintos elementos. E incluso resulta de utilidad para captar los posibles resultados de unir algunos elementos entre sí.

Cabe mencionar que los elementos se ordenan de acuerdo a su número atómico, configuración electrónica y propiedades químicas dentro de la tabla. Así, en la tabla se organizan en filas y columnas respetando cierta periodicidad química. Es decir, en la tabla se emplea la periodicidad química como método para organizar los elementos secuencialmente.

De esta manera, se tienen en cuenta las características y propiedades periódicas de los elementos para ordenarlos en este esquema. Esto permite colocar en una misma columna aquellos elementos con propiedades similares. Y hasta se los puede agrupar según la clase de elementos que sean a partir de sus características y origen.

Los elementos químicos se representan en la tabla periódica a través de símbolos químicos. Estos símbolos se identifican en la tabla junto con sus estados de agregación a temperatura cero y presión estable. La tabla periódica resulta de gran utilidad para todas las ciencias naturales y se va actualizando a medida que surge nueva información sobre los elementos.

Historia de la tabla periódica

La tabla periódica surgió a medida que se fueron descubriendo los distintos elementos químicos. Es decir, a medida que iban apareciendo nuevos elementos surgió la necesidad de encontrar una forma de ordenarlos. Así, la tabla periódica nació durante el siglo XIX cuando los científicos buscaban una manera de ordenar los elementos ya descubiertos.

En un principio, se decidió que los elementos debían ordenarse según su masa atómica y agruparlos por semejanzas. Pero esta tarea terminó siendo más compleja de lo que parecía ya que no podían representar todo eso en un cuadro. En 1989 se publicó la primera versión de la tabla periódica gracias al químico ruso Dmitri Mendeléyev.

Esta primera versión contaba con solo 63 elementos de los 118 que se conocen actualmente y se ordenaban por sus propiedades químicas. Otro químico alemán publicó una versión ampliada de la tabla que se basaba en las propiedades físicas de los átomos. En estas dos versiones los elementos se ordenaban en filas y hasta contaban con espacios en blancos para elementos desconocidos aún.

Mendeléyev publicó otra versión dos años después de la primera con un nuevo orden de los elementos. En esta nueva versión, los elementos estaban agrupados en columnas numeradas de acuerdo a sus propiedades comunes. Las columnas iban del 1 al 8 basándose en el estado de oxidación que presentan los elementos.

Por último, el químico norteamericano Horace Groves Deming publicó en 1923 la versión de 18 columnas que se usa hasta la actualidad. Además de estas versiones de la tabla periódica, cabe mencionar la función de la Unión Internacional de Química pura y aplicada. También conocida como IUPAC por su sigla en inglés, se trata del organismo que reconoce oficialmente los elementos químicos incluidos en la tabla periódica.

Estructura de la tabla periódica

La tabla periódica cuenta con una estructura basada en grupos y períodos. Así, los elementos aparecen organizados en columnas verticales y filas horizontales. Las columnas conforman los grupos o familias de elementos, mientras que las filas representan los períodos.

En total, la tabla periódica cuenta con siete filas que representan los períodos y 18 columnas que son los grupos. Los elementos se van ordenando de forma creciente partiendo de sus números atómicos. Esto quiere decir que el número atómico va aumentando de izquierda a derecha y de arriba para abajo.

Con esta estructura se ordenan los elementos ubicándolos de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. Este ordenamiento es en forma creciente de acuerdo al número atómico de cada elemento químico. Arriba y a la derecha se van ubicando los elementos con mayor electronegatividad, afinidad electrónica e ionización. Mientras que abajo y a la izquierda se ubican los elementos con mayor radio iónico y atómico.

Además de los grupos y períodos, existe otra clara división dentro de la tabla que se conoce como bloques. Los bloques se conforman según la forma en que se completan las capas de electrones de los elementos. Estos bloques se denominan según el orbital atómico en que se aloja el último electrón.

A modo de resumen podemos decir que en la tabla periódica los elementos se ordenan de acuerdo a su número atómico, configuración electrónica y propiedades químicas. Aparecen ordenados en filas y columnas basándose en su periodicidad, es decir, propiedades similares. Los elementos aparecen representados con sus símbolos químicos y cuentan con sus respectivos estados de agregación.

Clasificación de los elementos en la tabla periódica

Una forma muy sencilla para identificar la clasificación de los elementos en la tabla es a través de los colores que presenta. La mayoría de las tablas periódicas cuenta con referencias sobre los tipos de metales y los colores que los identifican. El principal grupo de elementos son los metálicos, luego se encuentran los no metálicos y en el medio los metaloides.

• Metales: Los elementos metálicos pueden identificarse fácilmente a partir de algunas propiedades en común. De esta manera, la mayoría de los metales suelen ser sólidos, con excepción del mercurio, y son brillantes. También se caracterizan por su ductilidad y maleabilidad, lo que significa que se puede fabricar alambres y hojas planas con ellos. Los metales también se caracterizan por ser conductores de calor y electricidad y por contar con densidades altas.
• No metales: Los elementos no metálicos presentan propiedades opuestas a los elementos metálicos. En este sentido, no cuentan con brillo, no son dúctiles, no son buenos para conducir el calor o la electricidad y tienen un punto bajo de fusión. Muchos de estos elementos se encuentran en estado gaseoso normalmente como sucede con el oxígeno o el hidrógeno.
• Metaloides: Este grupo de elementos es el más pequeño dentro de la tabla periódica. Los metaloides cuentan con propiedades parecidas a las que tienen los metales y no metales. Se caracterizan por ser quebradizos, son conductores del calor y la electricidad pero no tan efectivos como los metales. Por esta razón se los conoce también como semiconductores y se los emplea frecuentemente en la electrónica.

Grupos y períodos de la tabla periódica

Ya hemos mencionado que la estructura de la tabla periódica se basa en grupos y períodos. Los grupos representan las columnas de elementos pertenecientes a una misma familia o bien que comparten características atómicas. Al agrupar y clasificar los elementos relacionados, los grupos son sumamente importantes en la tabla periódica.

Grupos

En total existen 18 grupos diferentes que reúnen una cantidad variable de elementos químicos. Los elementos dentro de cada grupo cuentan con un mismo número de electrones en la última capa atómica. Esta cualidad es lo que hace que cuenten con propiedades químicas parecidas y los relaciona entre sí.

Los grupos de la tabla periódica se encuentran numerados del 1 al 18 en números arábigos por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. Anteriormente se acostumbraba a identificarlos con números romanos y letras. A continuación podemos ver cuáles son los diferentes grupos y qué elementos agrupan:

• Grupo 1. En este grupo se encuentran los metales alcalinos: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. También se incluye dentro de este grupo el hidrógeno aunque se trate de un gas.
• Grupo 2. Aquí se encuentran los metales alcalinotérreos: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio.
• Grupo 3. En el tercer grupo se ubica la familia del escandio incluyendo al itrio y las tierras raras: lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio. Y se incluyen también los actínidos: actinio, torio, protactinio, uranio, neptunio, plutonio, americio, curio, berkelio, californio, einstenio, fermio, mendelevio, nobelio y lawrencio.
• Grupo 4. Esta es la familia del titanio e incluye al circonio, el hafnio y el rutherfordio.
• Grupo 5. Aquí se ubica la familia del vanadio: niobio, tántalo y dubnio.
• Grupo 6. Este grupo cuenta con la familia del cromo: molibdeno, wolframio y seaborgio.
• Grupo 7. Se trata de la familia del manganeso: renio, tecnecio y bohrio.
• Grupo 8. En este grupo se encuentra la familia del hierro: rutenio, osmio y hassio.
• Grupo 9. Aquí se encuentra la familia del cobalto: rodio, iridio y meitnerio.
• Grupo 10. Esta es la familia del níquel: paladio, platino y darmstadtio.
• Grupo 11. Este grupo cuenta con la familia del cobre: plata, oro y roentgenio.
• Grupo 12. Se trata de la familia del zinc: cadmio, mercurio y copernicio.
• Grupo 13. Aquí se ubican los térreos: boro, aluminio, galio, indio, talio y nihornio.
• Grupo 14. Cuenta con los carbonoideos: carbono, silicio, germanio, estaño, plomo y flevorio.
• Grupo 15. Es el grupo de los nitrógenoideos: nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, bismuto y moscovio.
• Grupo 16. Aquí se encuentran los calcógenos: oxígeno, azufre, selenio, teluro, polonio y livermorio.
• Grupo 17. Cuenta con los halógenos: flúor, cloro, bromo, yodo, astato y teneso.
• Grupo 18. En este último grupo se ubican los gases nobles: helio, neón, argón, kriptón, xenón, radón y organesón.

Períodos

Los períodos en la tabla periódica son las filas horizontales y se relacionan con los niveles de energía de los elementos. Esto quiere decir que tienen en cuenta la cantidad de órbitas electrónicas que rodean al núcleo de estos elementos. En total son 7 los períodos que aparecen en la tabla y se ordenan siguiendo el nivel de energía.

De esta manera, los elementos ubicados en la primera fila cuentan con un solo nivel de energía y así sucesivamente. Es decir, en la segunda fila cuentan con dos niveles de energía u órbitas rodeando al núcleo y así hasta llegar a 7. Por ejemplo, el aluminio que se ubica en la tercera fila tiene 3 capas electrónicas, mientras que el estaño aparece en la quinta fila y tiene 5.

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