Resulta de gran interés y de singular importancia para una buena NOMENCLATURA de los compuestos, el conocer ciertas características de los elementos de acuerdo al acomodo que guardan en la TABLA PERIODICA. El ordenamiento de los elementos en la tabla periódica no fue hecho al azar, sino más bien es el fruto de un gran número de intentos por agruparlos en función de sus propiedades y el orden seguido es en base a un NUMERO ATOMICO que viene siendo la cantidad de protones existentes en el NUCLEO del átomo. Tal vez la tabla periódica que resulte más común sea la conocida como de "e; DIECIOCHO COLUMNAS "e;, en esta podemos apreciar 7 renglones horizontales llamados PERIODOS, además de 18 columnas verticales llamadas GRUPOS. El nombre de TABLA PERIODICA la recibe precisamente porque cada cierto número de elementos las propiedades químicas se repiten; quedando colocados uno bajo el otro todos aquellos elementos que presentan propiedades con similitud para formarse así un GRUPO. Los PERIODOS están formados por un conjunto de elementos que teniendo propiedades químicas diferentes, mantienen en común el presentar igual número de niveles con electrones en su envoltura, correspondiendo el número de PERIODO al total de niveles.
Las propiedades químicas de los elementos dependen de la distribución electrónica en los diferentes niveles, por ello; todos aquellos que tienen igual número de electrones en su último nivel presentan propiedades químicas similares, correspondiendo el número de período en que se encuentra ubicado, al del último nivel con electrones y el número de grupo guarda relación con la cantidad de electrones en la última capa.
La tabla periódica uele dividirse en diversas formas según las propiedades que se deseen estudiar, de tal suerte que se agrupan conjuntos de elementos con características comunes.
METALES, NO METALES Y METALOIDES
Aún antes de establecerse la tabla periódica; ya el creador de la SIMBOLOGIA de los elementos J. J. BERZELIUS publicó en 1814 una clasificación sistemática en donde agrupaba dos tipos: los METALES y los NO METALES. Las características de los elementos METALICOS son:- Conducen con facilidad el calor y la electricidad.
- Presentan brillo metálico
- Generalmente pueden ser laminados o estirados formando alambres, propiedades que se conocen como MALEABILIDAD y DUCTILIDAD.
- Por lo regular a temperatura ambiente son sólidos excepto Hg, Ga, Cs y Fr.
- Al combinarse con NO METALES ceden electrones por lo que adquieren cargas positivas (CATIONES).
- Son malos conductores del calor y la electricidad.
- No son maleables ni dúctiles.
- Reciben electrones al combinarse con los METALES adquiriendo así cargas NEGATIVAS (ANIONES).
En la clasificación periódica de DIECIOCHO columnas podemos apreciar a estos grupos de elementos claramente delimitados, lo cual nos parece razonable si pensamos que las características de ellos dependen de la distribución electrónica, entre más próximos estén los elementos, mayor semejanza tendrán en sus propiedades y esto se debe a que la distribución electrónica presenta también una gran semejanza.
Si admitimos que las propiedades químicas de los elementos dependen de la ubicación de los electrones en su envoltura, tenemos una CLASIFICACION DE ELEMENTOS EN FUNCION DE SU DISTRIBUCION ELECTRONICA. En esta clasificación los elementos se agruparon en cuatro bloqus según el tipo de orbital atómico en que se ubique su electrón diferencial.
A los bloques S y P se les conoce como elementos REPRESENTATIVOS mientras que a los D y F se les denomina elementos de TRANSICION.
El bloque S está formado por dos columnas, el P por seis, en el D se observan diez y el F presenta un total de 14. Como se puede observar, el número de columnas corresponde al máximo de electrones que se pueden acomodar en esos tipos de orbitales, los elementos colocados en una misma columna o grupo tendrán igual cantidad de electrones en el nivel más externo y su electrón diferencial estará en el mismo tipo de orbital.
Otra clasificación que resulta importante conocer y es de gran utilidad en la NOMENCLATURA es la que nos brinda información sobre la capacidad de combinación de los elementos o sea su VALENCIA así como su ESTADO o NUMERO DE OXIDACION.
Existe una clasificación que ubica a los elementos representativos en ocho grupos identificados como A y a los de transición en B. Los elementos representativos son conocidos así porque el número de grupos representa la cantidad de electrones en su CAPA DE VALENCIA o sea el ULTIMO NIVEL y la cantidad de electrones en esa capa nos indica la valencia máxima que el elemento puede presentar. La VALENCIA de un elemento se refiere a la capacidad de combinación que presenta; en el caso de los NO METALES se relaciona con el número de átomos de hidrógeno con que se puede enlazar y en los METALES con cuántos átomos de cloro se une.
Ejemplos:
El Calcio se puede unir a dos átomos de Cloro por lo que su valencia es dos. CaCl2
El Oxígeno forma agua uniéndose a dos hidrógenos, su valencia también será dos. H2O
El Nitrógeno se une a tres Hidrógenos en la formación de Amoníaco,su valencia es tres. NH3
En la NOMENCLATURA DE LAS SUSTANCIAS INORGANICAS resulta de mayor importancia aún conocer el ESTADO DE OXIDACION, este regularmente es la valencia con un signo que expresa la carga adquirida por el elemento al enlazarse con otros diferentes a él; es decir, átomos de distinta electronegatividad. El ESTADO o NUMERO DE OXIDACION generalmente expresa la cantidad de electrones que un átomo aporta en la formación de enlaces con otros átomos de elementos diferentes.
Ejemplos:
El CALCIO se une al CLORO formando el compuesto CaCl2; en este caso el Calcio tiene estado de oxidación +2 ya que emplea dos electrones al unirse con el Cloro quien presenta -1, al emplear sólo un electrón.
El OXIGENO forma Agua al unirse con un estado de oxidación de -2 con el HIDROGENO que presenta +1.
Existen compuestos que nos permiten establecer diferencias entre VALENCIA y NUMERO DE OXIDACION.
Ejemplos:
El OXIGENO al formarse el PEROXIDO DE HIDROGENO presenta valencia DOS mientras que su número de oxidación es -1; su fórmula es H2O2 y puede representarse con una estructura en donde se aprecia que cada Oxígeno solo emplea un electrón para unirse al Hidrógeno quien sería el átomo diferente; aún sin embargo son dos los enlaces que forma.
Caso similar podemos observar en el Benceno cuya fórmula es C6H6 y los estados de oxidación del Hidrógeno es +1 y para el carbono -1.
Aquí observamos que el carbono forma cuatro enlaces por lo que su VALENCIA es cuatro; su NUMERO DE OXIDACION es -1 ya que sólo con un enlace se une a otro elemento diferente.
LOS NUMEROS DE OXIDACION EN LA TABLA PERIODICA
El conocer la posición del elemento en la Tabla Periódica nos resulta de gran utilidad para determinar su NUMERO DE OXIDACION; Los METALES presentan CARGAS POSITIVAS y los NO METALES suelen presentar NEGATIVAS aunque también pueden ser POSITIVOS dependiendo del compuesto que forme. ELEMENTOS REPRESENTATIVOS: estos elementos suelen presentar número de oxidación de acuerdo al grupo en que se ubican; el número de grupo nos dice el estado de oxidación máximo del elemento. Los elementos pueden presentar varios estados de oxidación y estos dependen del número de grupo; si el grupo es PAR, los elementos tendrán CARGAS POSITIVAS PARES desde el CERO hasta el NUMERO DE GRUPO. Si es IMPAR, las CARGAS serán IMPARES.Los elementos NO METALICOS al combinarse con elementos de menor electronegatividad tienden a adquirir CARGAS NEGATIVAS, y esta será en un número que permita completar OCHO, al sumar el número de grupo con la cantidad de carga. Así tenemos que: el grupo VII A adquieren -1, en el VI A -2, los del V A -3 y algunos del IV A -4.
Los ELEMENTOS DE TRANSICION regularmente presentan estado de oxidación +3; los grupos I y II suelen tener +1 y +2 como ocurre en Cu+1, Ag+1, Au+1 en el grupo I B y Zn+2, Cd+2 y Hg+2 del II B; también suele presentarse Cu+2, Au+3 y Hg+1. Los elementos de transición pueden adquirir números de oxidación positivos de acuerdo también al número de grupo como máximo.
LOS NUMEROS DE OXIDACION EN UN COMPUESTO
Los elementos que integran un compuesto presentan un estado de oxidación que puede determinarse de acuerdo al conocimiento que tenemos de su colocación en la tabla, algunos elementos suelen presentar sólo un estado de oxidación, pero otros se comportan de manera diferente dependiendo de las características de los elementos con que se combinen o también de las condiciones de reacción o ambientales en que se encuentre. Lo anterior se toma en consideración para determinar que número de oxidación presenta cada elemento en un compuesto.REGLAS ARBITRARIAS PARA ASIGNAR NUMEROS DE OXIDACON
- Los elementos libres o moleculares que no estén combinados con otro diferente presentan carga cero.
- La suma algebraica de los números de oxidación en los integrantes de un compuesto debe ser igual a cero. En un ion será igual a la carga del ion.
- Los elementos del grupo I A, II A y III A invariablemente presentan carga de +1, +2 y +3 respectivamente.
- Generalmente la carga negativa corresponde al elemento más electronegativo y todos lo demás serán positivos.
- En el Oxígeno es -2, con excepción de los peróxidos por existir enlace entre los oxígenos, será -1.
- En el Hidrógeno es +1, con la salvedad de combinaciones con elementos de menor electronegatividad que él, como en el caso de los hidruros.
- FeCl3
- El Cl es -1 por ser más electronegativo y el Fe es +3 al establecer la suma (-1)3 + 3 = 0. Bajo otras condiciones el Fe será +2 con la fórmula FeCl2.
- KMnO4
- El K es +1 ya que su grupo es IA. El O es -2 ya que es el más electronegativo; mientras tanto al Mn le corresponde +7. La suma algebraica será +1+7+(-2)4 = +1+7-8=0.
- H2O2
- El O será negativo por ser el más electronegativo, pero será -1 ya que existe un enlace entre los oxígenos. Al H le corresponde +1 según la suma (+1)2 + (-1)2 = 0.
- LiH
- Caso en el cual el H por ser más electronegativo que el metal presentará estado de oxidación de -1 y el Li +1
