Les vencimos

Física y Química · 1º Bachillerato

Lección 01 · Bloque A · Tabla periódica

Una tabla que predice lo que aún no se ha visto

1º Bachillerato Física y Química · Ciencias · Decreto 40/2022 CyL

Objetivos

Tres pasos históricos, no una lista de nombres

La tabla actual no la inventó una sola persona en un día. Para este curso bastan tres ideas, en este orden.

  1. Triadas (Döbereiner, 1829). Algunos elementos se agrupaban de tres en tres. La masa del central se parecía a la media de los otros dos. Es un patrón, no una ley exacta.
  2. Tabla con huecos (Mendeléiev, 1869). Al ordenar por masa atómica creciente y alinear propiedades parecidas en columnas, sobraban y faltaban sitios. Los huecos eran predicciones.
  3. Número atómico (Moseley, 1913). El orden definitivo no es la masa. Es el número de protones del núcleo, Z. Por eso el argón va antes que el potasio aunque su masa sea mayor, y lo mismo pasa con cobalto y níquel, y con teluro y yodo.

La configuración electrónica, que explica por qué un grupo se parece, es la lección 02. Aquí la tabla se usa como herramienta: la posición predice, aunque todavía no abras el átomo por dentro.

Qué se predice, en la práctica

Una columna (grupo) reúne elementos de comportamiento químico parecido. El sodio y el potasio están en la misma columna: los dos son metales que reaccionan con agua. El argón, al lado del potasio en la fila, no. Una fila (periodo) es el tramo en el que las propiedades van cambiando hasta que el patrón de la columna se repite.

Mendeléiev llamó eka-aluminio al hueco bajo el aluminio y le asignó una masa cercana a 68. El galio, aislado en 1875, tiene masa atómica 69,7. Al eka-silicio le asignó una masa cercana a 72. El germanio, aislado en 1886, tiene 72,6. No hace falta memorizar más cifras de aquellas predicciones: con la masa basta para ver que el hueco no era un adorno.

Fragmento de tabla: el grupo 1 y el hueco que ocupó el germanio Grupo 1, la triada que sí cuadra Li 6,9 Na 23,0 K 39,1 (6,9 + 39,1) / 2 = 23,0 Un hueco que luego fue Ge Si · 28,1 hueco masa ~ 72 Ge · 72,6 Masas de esta lección, a un decimal escolar: Li 6,9 · Na 23,0 · K 39,1 · Si 28,1 · Ge 72,6 · Ga 69,7 · Cl 35,5 · Br 79,9 · I 126,9. El germanio no «sale» de la media del silicio y el arsénico. El hueco lo fijó el patrón de toda la tabla, no una triada suelta.

Ejemplo resuelto, paso a paso

Comprueba la triada litio, sodio y potasio con las masas de arriba. El sodio es el central.

  1. Paso de las masas. Anota solo los extremos: m(Li) = 6,9 y m(K) = 39,1. La unidad es la masa atómica relativa, sin gramos.
  2. Suma los extremos: 6,9 + 39,1 = 46,0.
  3. Divide entre dos, porque la predicción de la triada es la media aritmética: 46,0 / 2 = 23,0.
  4. Compara con el valor medido del sodio, 23,0. En esta triada la media coincide con el decimal que estamos usando. No siempre pasa: la del cloro y el yodo se desvía, y eso también es parte del patrón.

Glosa: la raya de fracción aquí es una división ordinaria. No hay moles ni constante R en esta lección. «Masa atómica 23,0» no significa 23,0 g salvo que digas «23,0 g/mol», y eso lo usaremos al llegar a la estequiometría.

Ejercicios

Escribe en el editor de cada ejercicio. Si un apartado pide un esquema, va en el lienzo de esta misma página. Luego abre el porqué y compara. No sales de la lección.

1. La media del sodio

Con Li 6,9 y K 39,1, escribe la operación completa y el resultado. Di si coincide con 23,0.

Porqué

6,9 + 39,1 = 46,0. 46,0 / 2 = 23,0. Coincide con la masa escolar del sodio. La triada, en este caso, acierta de lleno porque hemos redondeado a un decimal.

2. Cloro, bromo y yodo: la media ya no es exacta

Extremos: Cl 35,5 e I 126,9. Calcula la media y compárala con Br 79,9. ¿A cuánto asciende la diferencia?

Porqué

35,5 + 126,9 = 162,4. 162,4 / 2 = 81,2. El bromo escolar es 79,9. Diferencia: 81,2 − 79,9 = 1,3. Döbereiner vio un parecido, no una igualdad. Por eso la triada sugirió la tabla, pero no bastó para construirla.

3. Hueco, no error de imprenta

Mendeléiev podría haber pegado el silicio con el elemento de debajo y olvidarse del sitio vacío. Escribe, en dos frases, qué se habría perdido y qué se ganó al dejar el hueco del germanio.

Porqué

Se habría perdido una predicción comprobable: una masa cercana a 72 y un comportamiento de esa columna. Al dejar el hueco, la tabla anunció un elemento. Cuando Winkler aisló el germanio en 1886, con masa 72,6, el anuncio se pudo contrastar. Una tabla sin huecos solo describe lo ya visto.

4. Argón y potasio, el orden que la masa no respeta

La masa del argón es unos 40 y la del potasio unos 39. Si ordenas solo por masa, el potasio iría primero. En la tabla actual va primero el argón. ¿Qué criterio manda, y quién lo fijó con los rayos X?

Porqué

Manda el número atómico Z (protones en el núcleo): el argón tiene Z = 18 y el potasio Z = 19. Moseley, en 1913, mostró que ese número sale de los espectros de rayos X y que ordena la tabla mejor que la masa. El mismo criterio coloca el cobalto (Z = 27) antes que el níquel (Z = 28) y el teluro antes que el yodo.

5. Predecir sin haber visto el elemento

El sodio reacciona con el agua y está en el grupo 1. Sin buscar el dato, ¿qué esperas del rubidio, que está en la misma columna, y qué no puedes afirmar todavía?

Porqué

Esperas un metal que también reaccione con el agua, y de hecho con más viveza. Eso es una predicción de grupo. Lo que no puedes afirmar desde esta lección es el detalle electrónico (cuántos electrones de valencia): eso se justifica en la lección 02. La tabla predice el parecido; la estructura explica por qué.

Dibuja la triada

En el lienzo, tres cajas en columna: Li 6,9 arriba, Na 23,0 en el centro, K 39,1 abajo. Al lado, la división (6,9 + 39,1) / 2. No hace falta una tabla entera.

En la vida real

Para qué sirve predecir un elemento

  • Buscar un metal nuevo es caro. Saber en qué columna debe caer, y más o menos qué masa tendrá, acota el mineral y el ensayo.
  • En un laboratorio escolar no vas a aislar germanio, pero sí vas a decidir si un elemento desconocido «se parece al sodio» o «se parece al cloro» antes de hacer la prueba que corresponde.
  • El orden por Z, y no por masa, es el que usan hoy las fichas de seguridad y las tablas colgadas en el aula. Si ves Ar antes que K, no es una errata.
Problema · en esta página

Elige los dos extremos. Escribe la media con un decimal y la coma de los decimales. El botón comprueba la división; no abre otra página.

Segunda pregunta, de grupo. ¿Cuál se parece al sodio en el modo de reaccionar?

Reto Profesor

Un hueco, con cifras tuyas

Inventa un hueco de tabla con dos condiciones: una masa prevista que sea un número con un decimal, y una columna real (grupo 1, grupo 17 o gases nobles). En el editor justifica qué comportamiento esperarías y qué dato te faltaría para dar por cerrado el descubrimiento. En el lienzo, la casilla vacía y la casilla ya ocupada, con las dos masas escritas.

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