Unidad 1: Conceptos básicos

Elementos y
Tabla Periódica
Resultados de aprendizaje
● Sabe escribir configuraciones electrónicas.
● Ubica los elementos según su grupo y periodo
en la tabla.
● Explica la relación entre configuración y tabla
periódica.
● Explica las propiedades periódicas usando el
concepto de carga nuclear efectiva.
● Relaciona las propiedades periódicas con la
configuración electrónica.
Contenido de la sesión
● Configuración electrónica.
● Configuración electrónica y tabla
periódica.
● Carga nuclear efectiva.
● Propiedades periódicas: radio atómico,
radio iónico, carácter metálico, energía
de ionización, electronegatividad.
Configuración electrónica
 Configuración electrónica
Es la distribución de los electrones en los diferentes orbitales de un átomo,
en las capas principales y las subcapas.

Los principios en que se basa la distribución de los electrones son:

• Principio de construcción progresiva (aufbau).
• Principio de máxima multiplicidad de Hund.
• Principio de exclusión de Pauli.
 Configuración electrónica

Principio de construcción progresiva (aufbau)

Los electrones irán ocupando primero los
orbitales de más baja energía y
progresivamente ocuparán los de mayor
energía sólo cuando los anteriores estén
llenos.
Este principio también se conoce como
la “regla del serrucho” por su
representación gráfica.
 Configuración electrónica

Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

Un átomo es más estable, es decir tiene menos energía, cuando en los
orbitales de un mismo nivel de energía los electrones se encuentran
desapareados [ ↑ ], que cuando están apareados [ ↑↓ ].

¿cuál es más
estable?

Espines paralelos Espines opuestos

(desapareados) (apareados)
 Configuración electrónica

Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

Un átomo tiende a tener tantos electrones
desapareados como sea posible.
Los electrones al tener la misma carga eléctrica
1 orbital lleno
se separan entre sí tanto como sea posible. 2 orbitales vacíos
Esto se consigue cuando los ē se ubican en
orbitales vacíos de energía similar en lugar de
emparejarse con otros electrones que están en
orbitales semillenos.
2 orbitales semillenos
1 orbital vacío
 Configuración electrónica

Principio de Exclusión de Pauli

No puede haber dentro de un mismo átomo dos electrones con los mismos
números cuánticos.
Por tanto, en un orbital sólo caben máximo dos electrones.
Los dos ē de un mismo orbital comparten tres números cuánticos y se
diferencian en el número cuántico de spin (s).

¿cuál es
correcto?
 Configuración electrónica desarrollada

Ejemplo:
Escriba la configuración electrónica para
el átomo de potasio (Z=19).
Al ser el Z=19, entonces el átomo neutro
de K presentará 19 ē que tienen que ser
distribuidos.
La configuración electrónica (c.e.) será:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

 Configuración electrónica de los Gases Nobles

5s2 4d10 5p6

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 6s2 4f14 5d10 6p6
[2He]
[10Ne]
[18Ar]
[36Kr]
[54Xe]
[86Rn]
 Configuración electrónica abreviada o kernel

Se escribe indicando el kernel (configuración del gas noble anterior),

entre corchetes y posteriormente el resto de la configuración.

Ejemplo:
Para el potasio (Z=19) el gas noble anterior es 18Ar.

c.e.
desarrollada 19 K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

c.e.
19 K= [18Ar] 4s1
abreviada
 Configuración electrónica: Ejercicios

Escriba la configuración electrónica desarrollada

y kernel para el cobalto (Z=27):

Para el cobalto (Z=27) el gas noble anterior es 18Ar.

c.e.
desarrollada 27 Co = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7

c.e.
abreviada 27 Co = [18Ar] 4s2 3d7
 Configuración electrónica: Ejercicios

Escriba la configuración electrónica desarrollada

y kernel para el yodo (Z=53):
Para el yodo (Z=53) el gas noble anterior es 36Kr.
c.e.
desarrollada

53 I= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

5s2 4d10 5p5
c.e.
abreviada

53 I= [36Kr] 5s2 4d10 5p5

 Configuración electrónica: Ejercicios

Escriba la configuración electrónica desarrollada

y kernel para el bismuto (Z=83):

Para el bismuto (Z=83) el gas noble anterior es 54Xe.

c.e.
desarrollada

83Bi = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p3
c.e.
abreviada
83 Bi = [54Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3
 Configuración electrónica: Ejercicios
Escriba la configuración electrónica abreviada Kernel para las siguientes
especies químicas:

• Galio (31Ga): Es un metal blando de color blanco argéntico. Su bajo punto

de fusión y su alto punto de ebullición lo hacen idóneo para fabricar
termómetros de alta temperatura.
• Ion manganeso +2 (25Mn+2): El manganeso es un nutriente esencial que
participa en muchos procesos químicos en el cuerpo, incluyendo el
procesamiento del colesterol, carbohidratos y proteínas.
• Ion hierro +2 (26Fe+2): Ion ferroso está presente en la hemoglobina,
participando en el transporte de oxígeno.
• Ion yoduro (53I-1): En dosis adecuadas el ion yoduro es expectorante.
Tabla periódica
 Tabla periódica moderna
En 1913, el científico inglés Henry Moseley, luego de
realizar trabajos de investigación con los rayos X
generados por diversos metales, descubre la ley
natural de los elementos que establece lo siguiente:
Las propiedades de los elementos químicos es una
función periódica de su número atómico (Z), es
decir, varían de forma sistemática con su carga
nuclear.

En la tabla periódica los elementos están ordenados de forma que aquellos

con propiedades químicas semejantes, se encuentren situados cerca uno
del otro, constituyendo los grupos.
 Tabla periódica IUPAC

Tabla Periódica vigente aprobada por la IUPAC en diciembre del 2018. Se reconocen oficialmente 118
Tabla periódica: sistema americano
 Tabla periódica: Grupos
Las columnas verticales de la tabla se
denominan Grupos o Familias.
En un grupo todos los elementos
tienen el mismo número de ē en su
última capa por lo que sus propiedades
químicas son muy similares. Existen dieciocho grupos, numerados del
número 1 al 18 (Según la IUPAC).
Los elementos situados en dos filas fuera
de la tabla pertenecen todos al grupo 3.

Ej. para el grupo 1 la configuración de todos

los elementos terminan en ns1.
 Tabla periódica: Periodos

El conjunto de elementos que ocupan

una línea horizontal se denomina
período.

Pero los periodos no son todos iguales, sino que el número de elementos
que contienen va cambiando, aumentando al bajar en la tabla.
El número de períodos es igual a 7.
Los elementos en un período tienen propiedades químicas diferentes.
 Tabla periódica y
configuración electrónica
 Tabla periódica y configuración electrónica

El periodo corresponde al número

cuántico principal (n), es decir al nivel n=5
de energía ocupado por el último ē.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5 5s2 5p5

El grupo de un elemento se determina

en base a la cantidad de ē que ocupan
2+5=7
el último nivel. Grupo VIIA o 17
 Número de elementos de cada periodo

Periodo 1: 2 elementos.
Ejemplo: He → 1s2

Periodos 2 y 3: 8 elementos.
Ejemplo: Ar → [Ne]3s23p6
Periodos 4 y 5: 18 elementos.
Ejemplo: Xe → [Kr]5s24d105p6

Para facilitar su uso, los 2

Periodos 6 y 7: 32 elementos.
bloques de 14 elementos se
Ejemplo: Rn → [Xe]4f145d106s26p6 colocan debajo de la tabla.
 Grupos y configuración electrónica

Bloque Grupo Familia configuración

1 Alcalinos n s1
s
2 Alcalino-térreos n s2
13 Térreos n s 2 p1
14 Carbonoideos n s 2 p2
15 Nitrogenoideos n s 2 p3
p
16 Anfígenos n s 2 p4
17 Halógenos n s 2 p5
18 Gases nobles n s 2 p6
d 3 a 12 Elementos de transición (E.T.) n s2 (n–1)d1-10
f 3 E.T. Interna: Lantánidos y Actínidos n s2 (n–1)d0,1(n–2)f1-14
 Grupos y configuración electrónica

Configuración
Elementos Grupo Período
electrónica
1s2 2s2 2, IIA 2
Representativos
[Ne] 3s2 3p5 7, VIIA 3
Transición [Ar] 3d2 4s2 4, IVB 4
[Xe] 6s2 4f3 Lantánidos 6
Transición interna
[Rn] 7s2 5f2 6d1 Actínidos 7

Configuración electrónica y la ubicación de un

elemento en la tabla periódica.
 Ubicación en tabla y configuración electrónica
Ejemplo:
Indica el grupo y el periodo de un elemento cuya distribución electrónica
termina en 4p4.

La configuración electrónica sería: [Ar] 4s2 3d10 4p4

Considerando el último nivel se
puede deducir el período y grupo:

Periodo 4

2 + 4 = 6, grupo 6 o VIA (calcógenos)

 Ubicación en tabla y configuración electrónica
Complete la siguiente tabla:

Átomo Configuración electrónica Periodo Grupo

37 Rb
16 S
20 Ca
13 Al
52 Te
27 Co
56 Ba
36 Kr
 Tabla periódica y configuración electrónica: Ejercicios
1. Respecto a las características de la tabla periódica, indique verdadero
(V) o falso (F) según corresponda:
a. Los elementos de los carbonoides, poseen 6ē en el último ( )
nivel.
b. En la tabla periódica actual, el grupo que presenta más ( )
elementos es el IIIB.
c. La mayoría de los elementos químicos son de origen artificial. ( )
d. Los metálicos tienden a perder ē. ( )
e. Los no metales son malos conductores de la corriente eléctrica ( )
excepto el carbono (grafito).
f. Los metales alcalinos reaccionan violentamente con el agua ( )
formando hidróxidos.
g. Los elementos de un mismo grupo tienen las mismas ( )
propiedades químicas.
 Tabla periódica y configuración electrónica: Ejercicios
2. Si X-2 e Y–3 son especies isoelectrónicas (igual configuración electrónica)
y la suma de los ē de ambos iones resulta 72.
¿A qué familia pertenecen los elementos X e Y?:

A. Calcógenos (Grupo VIA) y Nitrogenoides (Grupo VA).

B. Carbonoides (Grupo IV A) y halógenos (grupo VIIA) .
C. Calcógenos (Grupo VIA). y halógenos (Grupo VIIA).
D. Alcalino-térreos (Grupo IIA) y gases nobles (Grupo VIIIA).
E. Alcalinos (Grupo IA) y nitrogenoides (Grupo VA).
Fuerzas internas en un
átomo
 Fuerzas internas en un átomo

En un átomo se debe considerar dos tipos de

interacciones:

1. Atracción: Entre el núcleo (carga positiva)

y los electrones (carga negativa)
2. Repulsión: Entre electrón (carga negativa)
y otro electrón (carga negativa)
 Carga nuclear efectiva (Zef)
Es la fuerza con la que el núcleo (+)
atrae a los ē de la capa de valencia.
Es la carga real que mantiene a un ē
unido al núcleo, es decir, la carga
positiva que ‘siente’ un ē dado, en
función de su entorno electrostático.
Depende de: El núcleo de un átomo de Mg atrae
• Carga nuclear (Z). a 2 ē de valencia. La carga
• Efecto pantalla o apantallamiento (σ) nuclear +12 del átomo está
apantallada parcialmente por los
producido por los ē internos. 10 ē internos.
Zef = Z - σ Entonces la Zef es +2.
 Efecto pantalla o apantallamiento (σ)

Es el efecto de interferencia que

originan los ē interiores entre la
fuerza de atracción del núcleo y los ē
más externos.

Se denomina así porque “apantalla” o

suaviza el efecto de la carga nuclear.

Se comportan como una barrera ante

dicha fuerza.
 Carga nuclear efectiva (Zef): Ejercicios

Determine la carga nuclear efectiva para 35Br, 33As y 25Mn:

35 Br = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p5 Br → Zef: 35 - 28 = +7

33 As = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p3 As → Zef: 33 - 28 = +5

25 Mn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 Mn → Zef: 25 - 23 = +2

 Carga nuclear efectiva (Zef): Ejercicios
Calcule la carga nuclear efectiva

a. l
53

b. Rb
37

c. 7N
d. V
23

e. Mg
12

f. Ni
28

g. Ge
32
 Kahoot

https://
create.kahoot.it/share/tabla-periodica/78420f68-3e8c-48e1-acbc-3b3078f7bc7c
Propiedades periódicas de
los elementos
 Propiedades periódicas de los elementos

• Radio atómico (RA)

• Radio iónico (RI)
• Energía de ionización (EI)
• Carácter metálico (CM)
• Carácter no metálico (CNM)
• Electronegatividad (EN)
 Propiedades periódicas

Radio atómico (RA)

Es la mitad de la longitud de enlace (d).
Está relacionado con el volumen o
tamaño del átomo.
Longitud de enlace: Distancia entre los
centros de dos o más átomos en
contacto.
aumenta
Al no tener las nubes electrónicas una

aumenta
frontera definida, no existe un verdadero Radio atómico
un radio atómico, sólo se define de
manera arbitraria.
 Radio atómico

Variación del RA en un grupo

El RA aumenta de arriba hacia abajo, porque los electrones se
agregan a un nuevo nivel.

3 Li = 1s2 2s1

11 Na = 1s2 2s2 2p6 3s1

Grupo 1

19 K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Cuantas más capas electrónicas (mayor Z en el grupo) tenga el átomo,

mayor será su tamaño.
 Radio atómico

Variación del RA en un periodo

El RA disminuye de izquierda a derecha porque Zef
aumenta en un periodo (hacia la derecha), y los ē
de la última capa están más fuertemente atraídos Periodo 2
por el núcleo.
Zef +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8

Na → Zef: 11 - 10 = +1
11 Mg → Zef: 12 - 10 = +2
12
 Radio atómico

Tendencias del RA para periodos del 1 al 5

 Propiedades periódicas

Radio iónico (RI)

Es el radio que tiene un átomo
cuando ha perdido o ganado ē.
RLi = 1,23 Å > RLi+ = 0,68 Å

Los cationes son más pequeños que Zef = +1 Zef = +3

los átomos neutros por la mayor

carga nuclear efectiva Zef de los
Li Li+
cationes (menor apantallamiento o
repulsión de ē).
 Propiedades periódicas

Radio iónico
Es el radio que tiene un átomo
cuando ha perdido o ganado ē. RF = 0,72 Å < RF- = 1,33 Å

Zef = +7 Zef ~= +7
Los aniones son más grandes que
los átomos neutros por la F F-
disminución de la carga nuclear
efectiva Zef de los aniones (mayor
apantallamiento o repulsión de ē).

Para un mismo átomo: RI+ (catión) < Ra (neutro) < RI- (anión)
 Comparación radios
atómicos e iónicos (pm)

1 pm = 10-12 m
Propiedades periódicas
 Propiedades periódicas

Energía de ionización (EI)

La energía o potencial de ionización es la
mínima energía requerida para quitar un ē
de un átomo o ion en su estado gaseoso.
aumenta

aumenta
Mg (g) + 738 kJ → Mg+1(g) + 1ē
Energía de ionización
Primera energía de ionización EI1

Mg +1 (g) + 1451 kJ → Mg+2(g) + 1ē

Átomos más pequeños requieren
Segunda energía de ionización EI1 mayor energía para ionizarse y
formar un catión.
En general: EI3 > EI2 > EI1
 Propiedades periódicas
Energía de ionización (EI)

Tendencias en la primera energía de

ionización de los elementos EI1.
 Propiedades periódicas

Carácter metálico y no metálico

El carácter metálico (CM) significa la aumenta

aumenta
tendencia de un átomo para perder ē
Carácter metálico
(oxidación).

Na → Na+1 + 1ē

El carácter no metálico (CNM) aumenta

significa la tendencia de un átomo

aumenta
para ganar ē (reducción). Carácter no metálico

Cl + 1ē → Cl-1
 Propiedades periódicas

Electronegatividad (EN)
Es la capacidad de un átomo para atraer hacia sí el
par de ē que comparte con otro átomo en un enlace.
El elemento más electronegativo de la tabla periódica
es el flúor (F).

Por lo general los átomos más aumenta

pequeños son los más

aumenta
electronegativos Electronegatividad
 Propiedades periódicas
Electronegatividad (EN)

Tendencias de la electronegatividad
de los elementos
Ejercicios
 Propiedades Periódicas: Ejercicios

1. Para un elemento del periodo 4, cuya configuración electrónica termina

en p3, responder las siguientes interrogantes:

Escriba su configuración
a.
electrónica.

b. ¿En qué grupo se encuentra?

¿Cuántos electrones de valencia

c.
tiene?
¿De qué elemento químico se
d.
trata?
 Tabla periódica y configuración electrónica: Ejercicios

2. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda:

a. Según el radio: 8O-2 > 10Ne > 11Na+. ( )

b. Según la energía de ionización: 9F > 8O > 7N. ( )

c. Según carácter metálico: 20Ca < 32Ge < 37Rb. ( )

d. Según la electronegatividad: 17Cl < 13Al < 56Ba. ( )

e. Según la capacidad de formar aniones: 14Si < 16S < 17Cl. ( )

 Propiedades Periódicas: Ejercicios

3. Dados los elementos A y B de números atómicos 37 y 35

respectivamente:

Establezca la configuración
a. electrónica de cada uno de 37A: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 4p6 5s1
35B: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p5
2 2 6 2 6 2 10
ellos.

Indique su ubicación en el A (5s1) Grupo 1 o IA (metales alcalinos) Periodo 5.

b.
sistema periódico B (4s2 4p5) Grupo 17 o VIIA (halógenos). Periodo 4.

Compare 3 propiedades
c. periódicas entre ambos
elementos
 Tabla periódica y configuración electrónica: Ejercicios
4. ¿Qué enunciados son correctos?

En la tabla periódica los elementos están ordenados en base al

a. ( )
número de masa.
El radio atómico disminuye con el aumento de la carga nuclear
b. ( )
efectiva en un periodo.
Tanto el ion 20Ca+2 como el ion 16S-2 tienen la misma configuración
c. ( )
electrónica, por lo que deben tener el mismo radio iónico.
La energía de ionización es la energía requerida para extraer el
d. ( )
electrón más externo de un átomo gaseoso.

e. El carácter metálico aumenta cuando el volumen atómico es mayor. ( )

 Tabla periódica y configuración electrónica: Ejercicios
5. Dados los elementos 35X, 17Y, 28Z ¿Qué afirmaciones son correctas?

a. El elemento X tendría la mayor energía de ionización. ( )

b. El mayor carácter metálico lo tendría Z. ( )

c. Z, X, Y están en orden creciente a su radio atómico. ( )

d. Y es el elemento que presenta mayor electronegatividad. ( )

e. Z presenta la menor energía de ionización. ( )

 Kahoot

https://
create.kahoot.it/share/propiedades-periodicas/0ca70a54-3589-4729-a1a2-6c395
1b5e3d7
Resultados de aprendizaje
● Sabe escribir configuraciones electrónicas.
● Ubica los elementos según su grupo y periodo
en la tabla.
● Explica la relación entre configuración y tabla
periódica.
● Explica las propiedades periódicas usando el
concepto de carga nuclear efectiva.
● Relaciona las propiedades periódicas con la
configuración electrónica.