Elementos de la Tabla Periódica

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Los átomos y la tabla periódica

Los antiguos griegos creían que el mundo estaba hecho de cinco elementos: tierra, aire, fuego, agua y éter. Alrededor de 500 a. C., Demócrito planteó por primera vez la idea de que todo en el mundo estaba hecho de pequeñas partículas indivisibles llamadas átomos. El término atomos se deriva del griego antiguo, que significa "indivisible". A principios de 1800, John Dalton formalizó la teoría atómica. Sugirió que toda la materia está hecha de pequeñas partículas llamadas átomos, que estos átomos se reorganizaron en reacciones químicas, y que estos átomos tienen diferentes propiedades.

Dmitri Mendeleev era un químico ruso conocido como el padre de la tabla periódica. Organizó los elementos conocidos en ese momento en una tabla y dejó espacios en blanco para los elementos que predijo que se descubrirían más tarde. La tabla periódica moderna tiene 118 elementos diferentes, con 18 grupos y siete períodos.

Noventa y cuatro elementos ocurren naturalmente, 80 de ellos tienen isótopos estables. El elemento más abundante en la Tierra es el oxígeno, un elemento que es esencial para la vida tal como la conocemos en nuestro planeta. Los científicos creen que los dos elementos más ligeros fueron creados en el Big Bang. Todos los demás elementos naturales han llegado a existir a través de reacciones nucleares. Las estrellas fusionan diferentes núcleos para producir núcleos más pesados, pero las estrellas solo pueden producir elementos tan pesados como 26 protones, que es hierro. Los elementos más pesados que este se crearon en supernovas, hasta el número atómico 94. Cualquier cosa más grande que esto fue creada artificialmente por humanos. Algunos de estos elementos supermasivos son muy inestables y se rompen, o se descomponen, en fracciones de segundo después de su creación.

La tabla periódica es una forma de organizar elementos. En la tabla periódica moderna, los elementos están ordenados por su número atómico. El número atómico indica cuántos protones hay en el núcleo de un átomo. La masa atómica nos dice cuántos protones y neutrones hay en el núcleo. El número de electrones es igual al número de protones en un átomo neutro. Las columnas verticales se conocen como grupos de tablas periódicas. Los elementos en un grupo tienen propiedades similares. Los elementos del grupo uno, por ejemplo, son todos metales y todos reaccionan con el agua. Las filas horizontales se conocen como períodos . Aunque los elementos en el mismo período no tienen propiedades similares, todos comparten el mismo número de capas de electrones. La tabla periódica moderna consta de 118 elementos diferentes, comenzando con hidrógeno con un número atómico de uno y terminando con Oganesson con un número atómico de 118.

Los elementos están formados por tres tipos de partículas subatómicas llamadas protones, neutrones y electrones . Mientras que los protones y los neutrones se encuentran en el núcleo de un átomo, los electrones orbitan el núcleo en capas o niveles de energía, ubicados a diferentes distancias del núcleo. Los electrones se mantienen en órbita ya que su carga negativa es opuesta a la del núcleo. Los electrones siempre buscan el estado de energía más bajo en un átomo. En la primera capa, colocamos un máximo de dos electrones, seguidos de ocho electrones en la segunda y tercera capa. Por ejemplo, el escandio tiene un número atómico de 21, lo que significa que tiene 21 protones. Como es un átomo neutro, también hay 21 electrones. Las conchas se llenan desde el más pequeño que se aleja del centro. El escandio tiene 21 electrones, por lo que debemos poner 21 electrones en las capas. Entonces habrá dos en el primer caparazón, ocho en el segundo, ocho en el tercero y tres en el cuarto. El escandio tiene una estructura de 2.8.8.3.

Los elementos del grupo uno se conocen colectivamente como los metales alcalinos. Todos son metales que reaccionan vigorosamente con el agua. Todos tienen un electrón en su capa externa. A medida que avanza en el grupo de litio a francio, aumenta la reactividad.

Los elementos en el grupo opuesto a los metales alcalinos se conocen como gases nobles . Son muy poco reactivos y tienen una capa externa completa. No son inflamables y tienen puntos de ebullición bajos. Incluyen helio, neón, argón, criptón, xenón y radón.

Preguntas esenciales para los elementos y la tabla periódica

1. ¿Cómo se ordenan los elementos en la tabla periódica?
2. ¿Qué tienen en común los elementos del mismo grupo?
3. ¿Cómo se desarrolló la tabla periódica?
4. ¿Qué es un elemento?
5. ¿Cuál es la diferencia entre un átomo de helio y un átomo de uranio?

Ideas de actividades adicionales para la tabla periódica

1. Los estudiantes pueden hacer una T-Chart que muestre las diferentes propiedades de los metales; luego podrían usar estas propiedades para explicar por qué los metales se usan para ciertas tareas.
2. Los estudiantes pueden crear un póster sobre su elemento favorito.
3. Los estudiantes pueden crear una presentación explicando qué elemento de descubrimiento fue el más importante y por qué.

Preguntas frecuentes sobre la tabla periódica de elementos

¿Qué es la tabla periódica y por qué es importante que los estudiantes la aprendan?

La tabla periódica es un gráfico que muestra todos los elementos conocidos organizados por su número atómico. Ayuda a los estudiantes a visualizar patrones, comprender las propiedades de los elementos y ver cómo se relacionan los sustancias, haciendo que sea esencial para dominar conceptos básicos de química.

¿Cómo están dispuestos los elementos en la tabla periódica?

Los elementos están dispuestos por número atómico, que cuenta los protones en cada átomo. Las columnas verticales se llaman grupos con propiedades similares, y las filas horizontales son periodos, donde los elementos tienen el mismo número de capas de electrones.

¿Cuáles son las principales diferencias entre los metales alcalinos y los gases nobles?

Metales alcalinos (Grupo 1) son metales que reaccionan vigorosamente con agua y tienen un electrón en su capa exterior. En contraste, los gases nobles son no reactivos, tienen capas externas completas y son ininflamables con puntos de ebullición bajos.

¿Cuáles son algunas actividades divertidas y fáciles para enseñar la tabla periódica a estudiantes de K-12?

Intenta hacer una tabla T para comparar las propiedades de los metales, crear un cartel sobre un elemento favorito, o hacer que los estudiantes presenten cuál descubrimiento de elemento fue más importante. Las ayudas visuales y los proyectos prácticos ayudan a los estudiantes a involucrarse y comprender mejor.

¿En qué difieren los átomos entre elementos como helio y uranio?

Átomos de helio tienen 2 protones y son de baja masa, mientras que los átomos de uranio contienen 92 protones y son mucho más pesados. Su estructura atómica y el número de partículas subatómicas hacen que cada elemento sea único.