Convivir con la naturaleza (foto de Jaime Cristóbal López)

lunes, 22 de octubre de 2012

La tabla periódica.


Una mirada de la química diferente.

Conociendo las dos grandes divisiones de la química vamos a profundizar en los diferentes constituyentes de la química inorgánica. Formadora del reino mineral de nuestro planeta. Reino no biótico que se integra  a la vida necesariamente. No la habría sin la presencia de los minerales. El reino vegetal elabora su alimento con abundantes sustancias inorgánicas que absorbe a través de las raíces, mantiene el equilibrio gaseoso del oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, agua del planeta. De ello dependen los animales y el ser humano. En la Naturaleza nada sobra ni  falta, sólo el hombre es capaz de provocar desequilibrios que ponen en riesgo al  planeta y a su bioma.

La tabla periódica de Mendeleiev

Recordemos que en la tabla periódica de los elementos se encuentran TODOS los átomos que pertenecen a nuestro mundo.


Los que se encuentran a la izquierda tienenpropiedades metálicas marcadas (grupos IA y IIA):
·        Conducen la electricidad.
·        Tienden a perder electrones para adquirir la configuración electrónica del gas noble que le precede en la tabla periódica. Forman cationes (átomos cargados positivamente).
·        Tienen baja afinidad electrónica y en consecuencia baja energía de ionización.
·        Tiene brillo característico debido al movimiento de sus electrones.
·        Son dúctiles (se forman hilos con ellos).
·        Son maleables (se forman chapas).
·        Se oxidan con facilidad (se combinan con oxígeno)
·        Forman compuestos iónicos cristalinos.

Los que se encuentran a la derecha antes de los gases nobles (grupo IIIA al VIIA) tiene características opuestas  a los metales. Le colocamos el NO a la lista anterior y negamos sus características. Son los NO METALES.

Entre metales y no metales se encuentran los elementos de transición  IIIB al IIB).
Moviéndonos de izquierda a derecha  sobre la tabla periódica van decreciendo las características metálicas y aumentando las no metálicas.
Desde el grupo  los elementos de transición. Denominación que coincide especialmente con su comportamiento químico. Son llamados metales de transición porque cotidianamente muchos de ellos se utilizan como tales pero hilando fino, químicamente son anfóterosen algunas oportunidades reaccionan como metales y en otras  como no metales. Su nombre transición es correcto. En la naturaleza química  el pasaje de metal a no metal se da mediante una suave transición sobre el periodo.

Al hidrógeno personalmente lo considero como al cero de la recta numérica. No pertenece a un grupo determinado y a pesar que tiene un solo electrón y su configuración electrónica es 1s1, no actúa exclusivamente como metal. Se combina de diferentes maneras. Según con que elemento lo hace a veces actúa como metal y otras como no metal. Es el átomo de mayor abundancia en el Universo. (92 %) y el origen del resto de los elementos. Nuestra estrella el sol es una bomba de hidrógeno que por fusión genera permanentemente Helio, el primer gas noble que lo encontramos en la tabla de Mendeleiev  a la derecha en el grupo 18 u VIIIA. Su pequeñez permite en la materia viva formar una importante unión llamada puente de hidrógeno que estabiliza la estructura de las proteínas y le confiere la “forma” que necesitan para cumplir con su función biológica. El agua líquida se transforma en una macromolécula muy estable gracias a este puente y por ello gozamos de sus beneficios en nuestro mundo. Ese estado no existiría sin el puente y en consecuencia tampoco existiría la vida con toda la biodiversidad conocida.

Por debajo de la tabla observamos dos hileras de elementos que en realidad se encuentran en ese lugar por un problema de tipografía y para que la tabla sea más corta y manuable son los Lantánidos y los Actínidos, Elementos de transición interna.

Los lantánidos reciben el nombre del primer elemento que se encuentra delante de ellos el Lantano al igual que el Actinio le dá el nombre de actínidos a los siguientes.

Delante de esta serie de elementos se encuentra el número de período en que se encuentran.
·        Los lantánidos en el período 6 en el lugar de un pequeño rectángulo luego del elemento Bario (Ba) donde figuran los números 57/71 que corresponden a los números atómicos  de los mismos.
·        Los actínidos en el periodo 7 luego del Radio (Ra) donde figuran los números atómicos 89/103.

Estos elementos se caracterizan por tener gran cantidad de protones en su núcleo son inestables y poseen radioactividad natural. El elemento 92 de los actínidos es el Uranio altamente conocido y utilizado como sustancia radioactiva. Son de poca abundancia en la naturaleza y su configuración electrónica es bastante compleja, sus electrones ocupan   orbitales f de 7 dimensiones. Se supone que estos son ocupados parcialmente por electrones así como pasa con los elementos de transición que tiene sus orbitales d penta dimensionales semicompletos. Fueron denominados tierras raras por su complejidad y su poca abundancia en la naturaleza.

Cada elemento en la tabla periódica de Mendeleiev está dentro de un pequeño rectángulo donde
·        Se representa con un símbolo.
·        Tiene un nombre.
·        Se indica el numero de protones (Z= número atómico).
·        El número másico (o masa atómica relativa) ArPorcentual del promedio de los isótopos del elemento. Recordando que son isótopos los átomos que tienen la misma cantidad de protones y diferentes cantidad de neutrones en el núcleo es decir diferentes números másicos.
·        También se puede ver la configuración electrónica. Es decir la disposición de los electrones en los diferentes orbitales atómicos.
·        La estructura cristalina del estado sólido del elemento.
·        El estado de oxidación o cantidad de electrones con los que suele actuar cuando se combina con otro átomo.
·        La electronegatividad del elemento o la tendencia a captar electrones. Propiedad que aumenta hacia la derecha en la tabla porque los no metales tienen tendencia a captar electrones para adquirir la configuración electrónica del gas noble del periodo. Mientras que si los metales pierden electrones adquieren la configuración del gas noble del período anterior.
·        El radio atómico o distancia entre el núcleo y el electrón más externo que disminuye hacia la derecha en el período y hacia arriba en el grupo en consecuencia disminuye en la diagonal hacia la derecha y hacia arriba.
·        La energía de ionización es la que se necesita entregar al átomo para quitarle un electrón aumentará acorde con la electronegatividad.

En algunas versiones de la tabla los rectángulos están coloreados según las propiedades químicas. Los elementos a igual color poseen semejantes propiedades. Los  elementos de la tabla a partir del 103 fueron  creados en los últimos años en los aceleradores  de partículas de diferentes centros de investigación atómica.

Siempre  es necesario  tener en cuenta que con respecto a las generalidades siempre hay excepciones  que no cumplen con las reglas, eso es parte de la naturaleza y de las incógnitas que aún quedan por develar.

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