5.1. Cómo se clasifican los elementos

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Curiosidad


CNICE, Licencia CC.

¿Te has preguntado alguna vez el porqué de los nombres de los elementos químicos?

Los nombres de los elementos han tenido un origen diverso: el latín o el griego (Helio: en griego, Sol; Selenio: en griego, Luna; Lutecio: del latín lutetia, primer nombre de París,... ), la geografía (Escandio; Polonio; Renio, por el río Rin;...), los nombres de científicos (Einstenio, Bohrio, Mendelevio, ...), etc.

Como sabes, los elementos se representan por símbolos que están formados por las iniciales de sus nombres en latín, y si dos elementos comienzan por la misma letra, se añade una segunda para evitar confusión.



 Mendéleiev. Wikimedia. Post of the USSR

 

En la actualidad conocemos 118 elementos químicos, que están clasificados en la Tabla Periódica de los Elementos, cuya primera versión fue elaborada por Mendeléiev a finales del siglo XIX.

Cuando ordenamos los elementos según su número atómico creciente, sus propiedades se repiten regularmente, es decir, después de un número determinado de elementos volvemos a encontrar otro con propiedades semejantes.

Seguramente te habrás dado cuenta que en los supermercados se colocan los artículos parecidos en el mismo pasillo para facilitarnos la compra, pues por algo parecido ordenamos los elementos en la Tabla Periódica, de manera que aquellos que tienen propiedades químicas similares se encuentren en la misma columna, ya que esto nos facilita el conocimiento de los elementos y la comprensión de sus propiedades.


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Importante

Las propiedades químicas y la mayoría de las propiedades físicas de los elementos se repiten periódicamente al ordenarlos según su número atómico creciente.

La Tabla periódica se divide en  18 columnas verticales llamadas grupos o familias y 7 filas horizontales denominadas períodos.

En la siguiente aplicación podéis encontrar información sobre los elementos químicos y sus propiedades.

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AV - Pregunta de Elección Múltiple

En la Tabla periódica los elementos se ordenan:
  
En orden decreciente de su número atómico en columnas y familias.
En orden creciente de su número atómico en grupos y períodos.
En orden creciente de su número de electrones en filas y períodos.
En orden decreciente de su número atómico en grupos y períodos.

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Curiosidad

Una propiedad química es aquella que se observa cuando una sustancia se transforma en otra. Veamos un ejemplo:

  • Todos los elementos del primer grupo se combinan con el oxígeno. Los compuestos que forman son: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O y Cs2O. En todos ellos se repite la misma proporción: por cada átomo de oxígeno encontramos dos átomos del elemento. Por eso, decimos que las propiedades químicas varían periódicamente, porque después de un número determinado de elementos, nos encontramos con otro que tiene propiedades similares, y por eso lo colocamos en la misma columna (en el mismo grupo).

 

Una propiedad física es aquella que se puede medir sin que se modifiquen las partículas que forman la sustancia. El radio atómico, la densidad, el punto de fusión o ebullición son propiedades físicas. Veamos un ejemplo:

  • A medida que nos desplazamos por el tercer período de izquierda a derecha vemos que el radio atómico (distancia entre el núcleo y el último nivel de electrones) va disminuyendo progresivamente. Puedes comprobarlo consultando los datos en la tabla periódica de arriba. Esto es debido a que cada elemento tiene un protón más en el núcleo y un electrón más en el último nivel, lo que hace que aumente la atracción eléctrica y que disminuya el radio de los átomos. Lo mismo ocurre con otras propiedades físicas, y por eso decimos que varían periódicamente. 

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AV - Actividad de Espacios en Blanco

Busca en la Tabla Periódica de arriba los puntos de fusión y de ebullición del cloro, bromo y yodo (los puedes encontrar en propiedades térmicas) y, a partir de ellos, indica cual es el estado de agregación de estos elementos a 25ºC.

 

El cloro es , el bromo es , y el yodo es .

  

¿Por qué varían períodicamente las propiedades de los elementos?

 

Cuando los científicos descubren que los electrones se encuentran alrededor del núcleo del átomo en distintos niveles de energía, se dan cuenta de que los elementos de un mismo grupo tienen el mismo número de electrones en el último nivel; como, además, sus propiedades químicas eran parecidas, la conclusión fue inmediata: los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares porque tienen el mismo número de electrones en el último nivel. 

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Importante

Las propiedades químicas de un elemento vienen determinadas fundamentalmente por el número de electrones que tienen en su último nivel.

Los elementos del grupo 18, llamados gases nobles, son estables (no cambian) y, por ello, no se combinan prácticamente con ningún elemento, siendo las únicas sustancias que se encuentran en la naturaleza en forma de átomos aislados. Esta estabilidad se debe a que tienen en su último nivel el mayor número posible de electrones (dos electrones el helio y ocho todos los demás).

 Gases nobles. Wikimedia.  Alchemist-hp y Jurii. Licencia Creative Commons.

Los demás elementos se combinan entre sí para ser estables, y para ello, ganan o pierden electrones para adquirir el número máximo posible de electrones en su último nivel, como el gas noble más próximo.

Llamamos METALES a los elementos que tienen tendencia a perder electrones. Se sitúan a la izquierda y en el centro de la tabla periódica.

Por ejemplo, un átomo de sodio tiene 11 electrones (2 en el primer nivel, 8 en el segundo nivel y 1 en el tercer nivel), por lo que tiende a perder un electrón, y así ser estable como el neón.

A los elementos que tienden a ganar electrones los llamamos NO METALES y son los que están a la derecha de la tabla y el hidrógeno.

Por ejemplo, el cloro tiene 17 electrones (2 en el primer nivel, 8 en el segundo nivel y 7 en el tercer nivel) y tiende a captar un electrón para ser estable como el argón (por ejemplo, quitándoselo a un átomo de sodio que, como hemos visto, tiende a perder un electrón). 

Los elementos que ocupan las casillas de color rosa en la Tabla Períodica de arriba se llaman METALOIDES, y tienen propiedades intermedias entre los metales (a la izquierda de ellos) y los no metales (a la derecha).
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Importante

Los elementos químicos los podemos clasificar en metales, no metales, metaloides y gases nobles.


AV - Pregunta Verdadero-Falso

Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:


Los gases nobles no tienen tendencia ni a captar ni a ceder electrones porque son estables.

Verdadero Falso


Los no metales tienden a perder electrones.

Verdadero Falso


Los metales tienen tendencia a perder electrones.

Verdadero Falso
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Curiosidad


 Supernova. Nasa. Dominio Público.
¿Donde crees que se formaron los elementos químicos?

 

Parece ser que el hidrógeno y parte del helio se crearon en la gran explosión (Big Bang) que originó el universo hace 13700 millones de años. Estos elementos formaron nubes de gas a partir de las cuales se originaron las estrellas. Todos los elementos hasta el hierro se crean en el interior de las estrellas a partir del hidrógeno, mediante la unión de núcleos más ligeros para formar otros más pesados, en un proceso llamado fusión nuclear. Para la formación de los núcleos de los elementos más pesados que el hierro se necesita una energía mayor que no está disponible en las estrellas, pero si en las supernovas.  Las supernovas son estrellas que se vuelven inestables y explotan generando una gran cantidad de energía.

Los planetas se forman a partir de los elementos esparcidos por las supernovas en el espacio interestelar.

Cada uno de los átomos de nuestro cuerpo tiene su origen, por tanto, en la evolución y muerte de una estrella.