Período (tabla periódica)

Un período en la tabla periódica es una fila de elementos químicos. Todos los elementos en una fila tienen el mismo número de capas de electrones. Cada elemento siguiente en un período tiene un protón más y es menos metálico que su predecesor. Dispuestos de esta manera, los elementos en el mismo grupo (columna) tienen propiedades químicas y físicas similares, lo que refleja la ley periódica. Por ejemplo, los halógenos se encuentran en el penúltimo grupo (grupo 17) y comparten propiedades similares, como una alta reactividad y la tendencia a ganar un electrón para llegar a una configuración electrónica de gas noble. Hasta 2021, se han descubierto y confirmado un total de 118 elementos.

La mecánica cuántica moderna explica estas tendencias periódicas en las propiedades en términos de capas de electrones. A medida que aumenta el número atómico, las capas se llenan de electrones aproximadamente en el orden que se muestra en el diagrama de la regla de ordenación. El relleno de cada concha corresponde a una fila en la tabla.

En el bloque s y el bloque p de la tabla periódica, los elementos dentro del mismo período generalmente no exhiben tendencias ni similitudes en las propiedades (las tendencias verticales hacia abajo son más significativas). Sin embargo, en el bloque d, las tendencias entre períodos se vuelven significativas y en los elementos del bloque f muestran un alto grado de similitud entre períodos.

Períodos

Actualmente hay siete períodos completos en la tabla periódica, que comprenden los 118 elementos conocidos. Cualquier elemento nuevo se colocará en un octavo período; ver tabla periódica ampliada. Los elementos están codificados por colores a continuación por su bloque: rojo para el bloque s, amarillo para el bloque p, azul para el bloque d y verde para el bloque f.

Periodo 1

El primer período contiene menos elementos que cualquier otro, con solo dos, hidrógeno y helio. Por lo tanto, no siguen la regla del octeto, sino una regla del dúplex. Químicamente, el helio se comporta como un gas noble y, por lo tanto, se considera parte del grupo de los 18 elementos. Sin embargo, en términos de su estructura nuclear, pertenece al bloque s y, por lo tanto, a veces se clasifica como un elemento del grupo 2, o simultáneamente 2 y 18. El hidrógeno pierde y gana fácilmente un electrón, por lo que se comporta químicamente como un grupo 1 y un elemento del grupo 17.

• El hidrógeno (H) es el más abundante de los elementos químicos y constituye aproximadamente el 75% de la masa elemental del universo. El hidrógeno ionizado es solo un protón. Las estrellas de la secuencia principal están compuestas principalmente de hidrógeno en su estado de plasma. El hidrógeno elemental es relativamente raro en la Tierra y se produce industrialmente a partir de hidrocarburos como el metano. El hidrógeno puede formar compuestos con la mayoría de los elementos y está presente en el agua y en la mayoría de los compuestos orgánicos.
• El helio (He) existe solo como gas, excepto en condiciones extremas. Es el segundo elemento más ligero y es el segundo más abundante en el universo. La mayor parte del helio se formó durante el Big Bang, pero el nuevo helio se crea a través de la fusión nuclear del hidrógeno en las estrellas. En la Tierra, el helio es relativamente raro y solo se produce como subproducto de la descomposición natural de algunos elementos radiactivos. Este helio 'radiogénico' queda atrapado dentro del gas natural en concentraciones de hasta el siete por ciento en volumen.

Período 2

Los elementos del período 2 involucran los orbitales 2s y 2p. Incluyen los elementos biológicamente más esenciales además del hidrógeno: carbono, nitrógeno y oxígeno.

• El litio (Li) es el metal más ligero y el elemento sólido menos denso. En su estado no ionizado, es uno de los elementos más reactivos, por lo que solo se encuentra de forma natural en compuestos. Es el elemento primordial más pesado forjado en grandes cantidades durante el Big Bang.
• El berilio (Be) tiene uno de los puntos de fusión más altos de todos los metales ligeros. Se sintetizaron pequeñas cantidades de berilio durante el Big Bang, aunque la mayor parte se descompuso o reaccionó más dentro de las estrellas para crear núcleos más grandes, como el carbono, el nitrógeno o el oxígeno. El berilio está clasificado por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer como carcinógeno del grupo 1. Entre el 1% y el 15% de las personas son sensibles al berilio y pueden desarrollar una reacción inflamatoria en el sistema respiratorio y la piel, llamada enfermedad crónica por berilio.
• El boro (B) no se encuentra de forma natural como elemento libre, sino en compuestos como los boratos. Es un micronutriente vegetal esencial, requerido para la fortaleza y el desarrollo de la pared celular, la división celular, el desarrollo de semillas y frutos, el transporte de azúcar y el desarrollo de hormonas, aunque los niveles altos son tóxicos.
• El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el universo por masa después del hidrógeno, el helio y el oxígeno y es el segundo elemento más abundante en el cuerpo humano por masa después del oxígeno, el tercero más abundante por número de átomos. Hay un número casi infinito de compuestos que contienen carbono debido a la capacidad del carbono para formar largas cadenas estables de enlaces C—C. Todos los compuestos orgánicos, los esenciales para la vida, contienen al menos un átomo de carbono; combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, el carbono es la base de todos los compuestos biológicos importantes.
• El nitrógeno (N) se encuentra principalmente como gas diatómico inerte, N ₂, que constituye el 78% del volumen de la atmósfera terrestre. Es un componente esencial de las proteínas y por tanto de la vida.
• El oxígeno (O) comprende el 21% del volumen de la atmósfera y es necesario para la respiración de todos (o casi todos) los animales, además de ser el componente principal del agua. El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el universo, y los compuestos de oxígeno dominan la corteza terrestre.
• El flúor (F) es el elemento más reactivo en su estado no ionizado, por lo que nunca se encuentra de esa forma en la naturaleza.
• El neón (Ne) es un gas noble que se utiliza en la iluminación de neón.

Período 3

Todos los elementos del período tres ocurren en la naturaleza y tienen al menos un isótopo estable. Todos menos el gas noble argón son esenciales para la geología y la biología básicas.

• El sodio (Na) es un metal alcalino. Está presente en los océanos de la Tierra en grandes cantidades en forma de cloruro de sodio (sal de mesa).
• El magnesio (Mg) es un metal alcalinotérreo. Los iones de magnesio se encuentran en la clorofila.
• El aluminio (Al) es un metal posterior a la transición. Es el metal más abundante en la corteza terrestre.
• El silicio (Si) es un metaloide. Es un semiconductor, lo que lo convierte en el componente principal de muchos circuitos integrados. El dióxido de silicio es el principal constituyente de la arena. Como el Carbono es para la Biología, el Silicio es para la Geología.
• El fósforo (P) es un no metal esencial para el ADN. Es altamente reactivo y, como tal, nunca se encuentra en la naturaleza como elemento libre.
• El azufre (S) es un no metal. Se encuentra en dos aminoácidos: cisteína y metionina.
• El cloro (Cl) es un halógeno. Se utiliza como desinfectante, especialmente en piscinas.
• El argón (Ar) es un gas noble, lo que lo hace casi completamente no reactivo. Las lámparas incandescentes suelen estar llenas de gases nobles como el argón para preservar los filamentos a altas temperaturas.

Período 4

El período 4 incluye los elementos biológicamente esenciales potasio y calcio, y es el primer período en el bloque d con los metales de transición más ligeros. Estos incluyen el hierro, el elemento más pesado forjado en las estrellas de secuencia principal y un componente principal de la Tierra, así como otros metales importantes como el cobalto, el níquel y el cobre. Casi todos tienen funciones biológicas.

Completando el cuarto período hay seis elementos del bloque p: galio, germanio, arsénico, selenio, bromo y criptón.

Período 5

El período 5 tiene el mismo número de elementos que el período 4 y sigue la misma estructura general pero con un metal de transición más y un no metal menos. De los tres elementos más pesados ​​con funciones biológicas, dos (molibdeno y yodo) se encuentran en este período; el tungsteno, en el período 6, es más pesado, junto con varios de los primeros lantánidos. El período 5 también incluye el tecnecio, el elemento exclusivamente radiactivo más liviano.

Período 6

El período 6 es el primer período que incluye el bloque f, con los lantánidos (también conocidos como elementos de tierras raras), e incluye los elementos estables más pesados. Muchos de estos metales pesados ​​son tóxicos y algunos son radiactivos, pero el platino y el oro son en gran parte inertes.

Período 7

Todos los elementos del período 7 son radiactivos. Este período contiene el elemento más pesado que ocurre naturalmente en la Tierra, el plutonio. Todos los elementos posteriores del período han sido sintetizados artificialmente. Si bien cinco de estos (desde el americio hasta el einstenio) ahora están disponibles en cantidades macroscópicas, la mayoría son extremadamente raros, ya que solo se prepararon en cantidades de microgramos o menos. Algunos de los últimos elementos solo se han identificado en laboratorios en cantidades de unos pocos átomos a la vez.

Aunque la rareza de muchos de estos elementos significa que los resultados experimentales no son muy extensos, las tendencias periódicas y grupales en el comportamiento parecen estar menos definidas para el período 7 que para otros períodos. Mientras que el francio y el radio muestran propiedades típicas de los grupos 1 y 2, respectivamente, los actínidos muestran una variedad mucho mayor de comportamiento y estados de oxidación que los lantánidos. Estas peculiaridades del período 7 pueden deberse a una variedad de factores, incluido un alto grado de acoplamiento espín-órbita y efectos relativistas, causados ​​en última instancia por la carga eléctrica positiva muy alta de sus núcleos atómicos masivos.

Período 8

Aún no se ha sintetizado ningún elemento del octavo período. Se predice un bloque g. No está claro si todos los elementos previstos para el octavo período son de hecho físicamente posibles. Por lo tanto, no puede haber un noveno período.