Inf-1 QMC-104 Estudio de La Tabla Periodica

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA CURSO BASICO LABORATORIO QUÍMICA GENERAL

ESTUDIO DE LA TABLA PERIODICA

1. OBJE OBJETI TIVOS VOS 



Efectuar el estudio de las propiedades físicas y químicas de los principales element elementos os alcalino alcalino,, alcalino alcalinos s térreos, térreos, anfóter anfóteros, os, metales metales de transmis transmisión ión y halógenos. Aplicar la teoría del balanceo balanceo de las ecuaciones ecuaciones químicas iónicas y moleculares, correspondientes a las diferentes reacciones químicas.

2. FUNDA FUNDAMENT MENTO O TEORIC TEORICO O Mendeléiev A lo largo de sus trabajos para organizar organizar los elementos según sus propiedades propiedades químicas y masas atómicas, mitri !endeléie" desarrolló la tabla periódica y formuló la ley periódica. !endeléie" dejó huecos en su tabla para los elementos que, según predijo correctamente, aún no se habían descubierto. #u actitud a"anzada también se e$tendió a la política, y fue una figura polémica.

%a ley quími química ca que que afirma afirma que que las las propie propiedad dades es de todo todos s los elemen elemento tos s son func funcion iones es periódicas de sus masas atómicas fue desarrollada independientemente por dos químicos& en '()* por el ruso mitri +. !endeléie" y en '(- por el alemn /ulius %othar !eyer. %a cla"e del é$ito de sus esfuerzos fue comprender que los intentos anteriores habían fallado porque toda"ía quedaba un cierto número de elementos por descubrir, y había que dejar los huecos para esos elementos en la tabla. 0or ejemplo, aunque no e$istía ningún elemento conocido hasta entonces con una masa atómica entre la del calcio y la del titanio, !endeléie" le dejó un sitio "acante en su sistema periódico. Este lugar fue asignado ms tarde al elemento elemento escand escandio, io, descub descubiert ierto o en '(*, '(*, que tiene tiene unas unas propied propiedades ades que justific justifican an su posición en esa secuencia. El descubrimiento del escandio sólo fue parte de una serie de


"erificaciones de las predicciones basadas en la ley periódica, y la "alidación del sistema periódico aceleró el desarrollo de la química inorgnica. El sistema periódico ha e$perimentado dos a"ances principales desde su formulación original por parte de !endeléie" y !eyer. %a primera re"isión e$tendió el sistema para incluir toda una nue"a familia de elementos. Este grupo comprendía los tres primeros elementos de los gases nobles o inertes, argón, helio y neón, descubiertos en la atmósfera entre '(*1 y '(*( por el matemtico y físico britnico /ohn 2illiam #trutt 3ayleigh y el químico britnico 2illiam 3amsay. El segundo a"ance fue la interpretación de la causa de la periodicidad de los elementos en términos de la teoría de 4ohr 5'*'67 sobre la estructura electrónica del tomo. El grupo mas metlico es el +A en el lado izquierdo de la tabla, el grupo mas no metlico es donde se encuentra los elementos con características que "an de metlicos a no metlicos. %os elementos del grupo +, e$cepto el hidrogeno, forman los metales alcalinos. En los tomos de los elementos del grupo +, el último electrón, esto es, el mas e$terno, es el que empieza la ocupación del ni"el energético principal. %os elementos del grupo ++ se conocen como metales alcalinos térreos. Estos metales son algo ms duros y menos acti"os que los alcalinos. %os elementos metlicos tienen las siguientes propiedades& a. En estado de condensación 5sólido8liquido7 presentan brillo metlico. b. 9odas e$isten en estado sólido en forma cristalina. 9odos e$cepto cuatro, son sólidos a 6-: c c. 9odos conducen finalmente la electricidad y el calor. ;inguno es aislante electrónico. d. Al formar compuestos con los no metales pierden algo de su densidad electrónica. %os elementos no metlicos se caracterizan por las siguientes propiedades& e.

poseen ambas características metlica y no metlica, estos son& 4, #i, =e, As, #b, 9e, 0o. El elemento aluminio es bastante metlico, pero su o$ido se comporta como si fuera metaloide. entro del grupo de elemento A 5ejemplo +A, ++A, etc.7, el carcter metlico aumenta con el número atómico. %o mismo ocurre con los elementos ++4, +>4 y >4. En los otros elementos 4 el carcter metlico disminuye al aumentar el número atómico dentro del grupo. %os elementos que "an desde ele escandio 5#c7 hasta el zinc 5?n7 y sus congéneres constituyen una transición gradual del comportamiento metlico e$tremo de los elementos +A y ++A a las propiedades mas moderadas de los elementos +++A. 9odos estos elementos que consisten de tomos en los cuales el ultimo electrón, este es el de mayor energía, sea un electrón @@d o @@f, se llama elemento de transición y son metalos. A los elementos del grupo >++ se los denomina halógenos. A condiciones ambientales, los dos primeros& fluor y cloro son gases, el bromo es un líquido café rojizoB y los dos últimos, el yodo y el astato sólidos. El ultimo grupo de la tabla periódica, grupo >+++ o -, esta formado por los elementos que son todos gases en condiciones normales. En este grupo se completa la ocupación de los orbitales periféricos y los tomos resultantes son inertes, aunque no por completo. 3. METODICA EXPERIMENTAL. 3.1 MATERIAL ! E"UIPO.                  

Esptula >asos de precipitado de C- ml. Erlenmeyer >arilla 9ubo de ensayo >idrio de reloj 0ipeta 0iseta !echero Dornilla mortero enoftaleina !agnesio metlico



Ioduro

#. DATOS ! RESULTADOS. EXPERIMENTO 1 H 2 O

+

FAMILIA DE LOS METALES

Na → NaO + H 2

;a
FAMILIA DE LOS METALES ALCALINOS TERREOS

a7.8 Mg + H O → MgOH + H O
2


MgCl + H 2 SO4 CaCl 2 SrCl 2

→

H 2 SO4

+

H 2 SO4

+

→

→

3

3

%&. NaF + AgNO

NH 4 OH →
+

'&. MgO → granulado fino,color negro plomiso KBr → granulado menudo,color blanco MgO + KBr + H SO → Al mesclar e$isten dos fases cuando se lo calienta cambia de color café amarillo com um olor tó$ico fuerte y se presipita. 2

2

2

4


d&.

se disuel"e facilmente sin presipitacion, color naranja amarillento, incoloro. → se forman dos fases el fondo com um color "ioleta inoloro.

Br + CCl 4

I + CCl 4

→

EXPERIMENTO #

OBTENCION DE LOS ACIDOS (IDRACIDOS

9iene uma efer"esencia com um color naranja intenso com gs. NaF + H 2 SO4

→

Na 2 SO4

+

2 HF

9iene uma efer"esencia com um color naranja madio. NaBr + H 2 SO4

→

Na2 SO4

+

2 HBr

Es burbujeante y de color naranja claro NaCl + H 2 SO4

NaI + H 2 SO4

→

Na2 SO4

+

2 HCl

→

tó$ico ;a, ;a4r, ;a
→

EXPERIMENTO )

a7.8 HNO

3

2 HNO3

METALES DE TRANCICION

+ Zn →

( NO )

+ Fe → Fe

3

2

+

H 2

=s color naranja desprende calor b7.8 HCl + Zn

→

2 HCl + Fe → FeCl 2 +

H 2

Al inicio transparente, desprendimento de gs blanco, se obser"a presencia de burbujas com um color amarillo bajo y toda em reaccionar. c7.8 ZnSO

4

+

NaOH →


d7.8 FeCl

3

+

NaOH →

EXPERIMENTO *

(

Al 2 SO4

)

3

+

ELEMENTOS ANFOTEROS

6 NaOH → 3 Na 2 SO4

+

(

2 Al OH

)

3

Al inicio com um color cristalino com el e$eso es blanco transparente y al final es um color cristalino.

(

Al 2 SO4

)

3

+ NaOH +

HCl →

). CUETIONARIO. 1. Enumere las características ms saltantes de las diferentes familias de los elementos químicos. #eLalar los elementos químicos ms representati"os de cada uno de ellos. R. Entre las familias de los Alcalinos que se caraterizan por ser metales en e$cepción del hidrogeno en ete estan & D, %i, ;a, M, 3b, 4, y >4. En los otros elementos 4 el carcter metalico disminuye al aumentar el numero atomico dentro del grupo. 2.
' D

;F !E9A%E# '(

I

6 ;a !g d M
'6

1d Cd )d d

'1 'C ') ' (d *d '-d ''d'Id < ; F  Al 0 #


3. 9eniendo en cuenta los ensayos ' y I comente la reacti"idad y comportamiento de los otros elementos de la familia Alcalino y Alcalino8 9érreos frente al agua. undamente en cada caso. R. Na ( s ) + H O( ac ) + H ( g ) En la reacción del sodio con el agua es "iolenta, la diferencia es que el sodio demora mas tiempo en reaccionar con el agua, mientras que el potasio reacciona "iolentamente, esto se debe a la naturaleza de cada elemento, así como la superficie de contacto que tu"o con el agua. 2

2

L Ni Ka R 〈〈〈 b %o mismo sucede con el grupo de los alcalinos térreos ya que el carcter de reacti"idad aumenta al descender en el grupo, ya que el estroncio reacciona ms rpido que el calcio por lo cual&

Ba〉 Sr 〉 Ca〉 Mg 〉 Be〉 Ra #. #eLalar el nombre químico, formula global, formula estructural desarrollada, características químicas mas saltantes, peso molecular y usos de la fenolftalina. #eLalar el método de preparación para su utilización como indicador. R. enoftaleina 5+ndicador del ph &

ormula globalH

inferior a ph  In'+l+,+

sobre ph  R+-

C 20 H 14 O 4

enolftaleína, de fórmula < I-D'1F1, es un compuesto químico que se obtiene por reacción del fenol 5< )DCFD7 y el anhídrido ftlico 5< (D1F67, en presencia de cido sulfúrico.

%a fenolftaleína es un componente frecuente de los medicamentos utilizados como la$antes, aunque se tiende a restringir su uso por sus posibles efectos cancerígenos. ). P<ómo se guarda el sodio y el potasioQ P0or quéQ Escriba las reacciones químicas.

0or lo general esto elementos se guardan inmersos en aceite 5en este caso R. Rerosén7 0or que si entran el contacto con el aire una gruesa capa de productos de o$idación cubre con rapidez la lustrosa superficie del metal. *. Daga un cuadro comparati"o indicando la reacti"idad de los halógenos con relación a sus posiciones en la tabla periódica. R. !as reacti"o 
4r + Ar !enos reacti"o /. P<ómo "arían las propiedades acidas en un periodoQ R.

I

'6 6 d

1d Cd )d d

'1 'C ') '

(d *d '-d ''d'Id

C,0'e, 'id+

. PSué es electroafinidadQ

R. cantidad de energía que se libera cuando un tomo neutro gaseoso en su estado energético ms bajo 5estado fundamental7 capta un electrón y se transforma en un ion negati"o también gaseoso. . PSué es electronegati"idadQ


R. capacidad de un tomo de un elemento de atraer hacia sí los electrones compartidos de su enlace co"alente con un tomo de otro elemento. 14. Pe que forma "aria la electronegati"idad en el sistema periódicoQ R. %os "alores de la electronegati"idad de los elementos representati"os aumentan de izquierda a derecha en la tabla periódica, a medida que aumenta el número de electrones de "alencia y disminuye el tamaLo de los tomos. El flúor, de afinidad electrónica muy ele"ada, y cuyos tomos son pequeLos, es el elemento ms electronegati"o y, en consecuencia, atrae a los electrones muy fuertemente. 11. P+++A7 del sistema periódico. 0or orden creciente de masa atómica son& helio, neón, argón, criptón, $enón y radón. 1/. PSué es el radio atómico de los elementosQ


R. Al aumentar el número atómico, Z , muchas de las propiedades fisicoquímicas de los elementos "arían de forma periódica. Vna de ellas es el radio atómico, que se obtiene a partir de las longitudes de los enlaces entre los tomos. En un mismo grupo 5columna7, el radio atómico aumenta al aumentar Z , y en un mismo periodo 5fila7, disminuye a medida que aumenta el número atómico.

1.
Elemento
;umero Atomico ' C '1I (6 CC 'C I 'I

0eso Atomico 6C '' I*C I-* '66 6' C* I1

;umero 0rotones  C '1I (6 CC 'C ' 'I

1. P
;umero ;eutrones '( ) 'C1 'I) ( ') C* 'I

;umero Electrones ' C '1I (6 CC 'C I 'I


%lamados tambiem metaloides o semimitales son los que tienen doble R. comportamiento& unas "eces actuan como metales y en otros casos como si no fuesen metales& 4i,
0resentan brillo metlico, e$isten en estado sólido, conducen fcilmente la R. electricidad, posen puntos de fusión y ebullición. 23. PSué relación e$iste entre la solubilidad de haluros de plata en agua y en amoniaco y el tamaLo de los iones de haluroQ R. %a relación que e$iste es que ambos se combinan directamente. 2#. 3epresente las configuraciones electrónicas de los elementos cuyos números atómicos son& *. '1. I6. 1'. 2

2



R.  5* electrones7 H 1 s 2 s 2 p #i 5'1 electrones7 H 1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 9i 5I6 electrones7 H 1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 4 s 3d ;b 51' Electrones7H 1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 4 s 3d 2

2

2

2

2

2

6

6

6

2

2

2

2

6

6

2

2

3

10

6

2

4 p  s 4d

3

*. OBSERVACIONES.

Fbser"amos que el sodio elemental es un metal tan blando que puede cortarse con un cuchillo. 9iene una dureza de -,1. #e o$ida con rapidez al e$ponerlo al aire y reacciona "iolentamente con agua formando hidró$ido de sodio e hidrógeno. 9iene un punto de fusión de *( W<, un punto de ebullición de ((6 W< y una densidad relati"a de -,*. #u masa atómica es II,*(*( Al aumentar el número atómico, Z , muchas de las propiedades fisicoquímicas de los elementos "arían de forma periódica. Algunos de los elementos unas "eces actuan como metales y en otros casos como si no fuesen metales /. CONCLUSIONES.

%a fenoftaleina es un indicador diprotico y es icoloro, la razon por la que toma el color rojo "iolaceo es que pierde dos hidrógenos.


9ener cuidado al manejar los reacti"os en el laboratorio, algunos reacti"os son muy to$ico y otros que te daLan la piel. . BIBLIO$RAFIA.

8 =uia de laboratorio de quimica inorganica. 8 Suimica general de #onia

En '()(, durante el proceso de edición del manual de química que había escrito, /ulius %othar !eyer, de la Vni"ersidad de 4reslau, ideó una tabla periódica que resultó ser e$traordinariamente parecida a la famosa "ersión de !endeleie" de '()*, aunque !eyer no llegó a clasificar todos los elementos correctamente. #in embargo, por culpa del editor, la tabla no apareció impresa hasta '(-, lo que "ino a complicar la reLida disputa de prioridad que sostu"ieron !eyer y !endeleie". !endeleie" se hallaba también escribiendo un libro de te$to de química cuando, casi al mismo tiempo que !eyer, dio forma a su propia tabla periódica. A diferencia de sus predecesores, el ruso confiaba lo bastante en su tabla como para predecir la e$istencia de nue"os elementos y las propiedades de sus compuestos, así como para corregir el "alor del peso atómico de alguno de los elementos conocidos. !endeleie" admitió haber "isto algunas de las tablas anteriores, como la de ;e\lands, pero negó conocer el trabajo de !eyer al preparar su tabla. A pesar del a"ance que supuso la capacidad predicti"a de la tabla de !endeleie", los historiadores tienden a e$agerar su importancia y sugieren que ésta fue la razón última de la aceptación de la tabla. ;o ad"ierten que el te$to que acompaLa a la !edalla a"y de la 3egia #ociedad de %ondres 5otorgada a !endeleie" en '((I7 no menciona sus predicciones en absoluto. %a habilidad de !endeleie" para acomodar los elementos conocidos puede haber contribuido a la aceptación de su sistema tanto como sus sorprendentes predicciones. Aunque muchos contribuyeron al desarrollo del sistema periódico, se suele atribuir a !endeleie" el descubrimiento de la periodicidad química porque ele"ó tal descubrimiento a ley de la naturaleza y dedicó el resto de su "ida a e$aminar sus consecuencias y defender su "alidez. efender la tabla periódica no era nada sencillo. #e sucedieron los hallazgos que cuestionaban una y otra "ez su precisión. Así, en '(*1, cuando 2illiam 3amsay, del Vni"ersity

Ftro de los problemas que planteó la tabla de !endeleie" concernía a la ordenación e$acta de los elementos. En la "ersión original los elementos estaban dispuestos según su peso atómico, pero en '*'6 Anton "an den 4roeR, físico teórico, propuso como criterio de ordenación la carga nuclear de cada tomo. Esta hipótesis fue sometida a prueba por Denry !oseley, de la Vni"ersidad de !anchester, poco antes de morir trgicamente durante la 0rimera =uerra !undial. !oseley empezó por fotografiar el espectro de rayos ] de 'I elementos, '- de los cuales ocupaban puestos adyacentes en la tabla periódica. escubrió que la frecuencia de la línea M del espectro de cada elemento era directamente proporcional al cuadrado del entero que indicaba la posición del elemento en la tabla. 0ara !oseley esto probaba Yla e$istencia en el tomo de una cantidad fundamental, que aumenta de forma regular al pasar de un elemento al siguienteZ. Esta cantidad fundamental, que en '*I- Ernest 3utherford, de la Vni"ersidad de

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