Estructura de los periodos y grupos del Sistema Periódico

Estructura de la casilla de información

Cada casilla de la tabla contiene el «pasaporte» básico de un elemento químico. Los datos se distribuyen según un patrón estricto:

• En la esquina superior izquierda se indica el número atómico, que corresponde a la carga nuclear.
• En la esquina superior derecha se muestra la masa atómica exacta del elemento.
• En el centro se encuentra el símbolo químico y su nombre en español.
• En la parte inferior está anotada la configuración electrónica de la capa de valencia (población de los subniveles externos).

Por ejemplo, la casilla del carbono (6 C) contiene una masa atómica de 12,0107 y la configuración 2–2. Para el litio (3 Li), la masa es 6,941 y la estructura de la capa externa se anota como 1–0.

Estructura de los periodos cortos (1–3)

Los primeros tres filas horizontales se denominan periodos cortos. En ellos se produce el llenado secuencial de los orbitales s y p.

1. Primer periodo: incluye únicamente el orbital 1s. Aquí se encuentran el hidrógeno (1 H) con una masa de 1,00794 y configuración 1, así como el gas noble helio (2 He).
2. Segundo periodo: se llenan los orbitales 2s y 2p. La fila comienza con el metal alcalino litio (3 Li) y termina con el neón (10 Ne).
3. Tercer periodo: se llenan los orbitales 3s y 3p. Incluye elementos desde el sodio (11 Na) hasta el argón (18 Ar).

Características de los periodos largos (4–7)

A partir del cuarto periodo comienza el llenado de los orbitales d, por lo que las filas se amplían considerablemente. El orden de distribución de los electrones empieza a depender de la pertenencia al subgrupo.

• 4.° periodo: Para los subgrupos principales (A) es típico el orden 4s–3d–4p (por ejemplo, el galio 31 Ga tiene la configuración 2–10–1). Para los subgrupos secundarios (B), el orden cambia a 3d–4s–4p. Aquí aparecen los primeros elementos d: escandio, titanio, cobre y cinc.
• 5.° periodo: De manera similar se llenan los orbitales 5s, 4d y 5p. La fila se extiende desde el rubidio (37 Rb) hasta el xenón (54 Xe).
• 6.° periodo: Aparece el subnivel 4f. La configuración de los subgrupos principales se construye según el esquema 4f–6s–5d–6p (por ejemplo, el plomo 82 Pb con masa de 207,2 y configuración 14–2–10–2).
• 7.° periodo: La fila más pesada. Se llenan los orbitales 5f, 7s, 6d, 7p. Incluye elementos hasta el número 118, algunos de los cuales (113, 115, 117, 118) se indican en la tabla sin nombre.

Diferencias entre los subgrupos principales (A) y secundarios (B)

Las columnas verticales están unidas por una estructura similar en su capa de valencia, pero difieren notablemente según el subgrupo. Esto se aprecia claramente al comparar los elementos:

• Grupos VA y VB: El nitrógeno (7 N) y el fósforo (15 P) del subgrupo principal tienen la configuración 2–3 en su capa externa. Los elementos del subgrupo secundario difieren: el vanadio (23 V) tiene la estructura 2–3–0, y el tantalio (73 Ta), 14–2–3–0.
• Grupos VIA y VIB: El oxígeno (8 O) y el azufre (16 S), con configuración 2–4, pertenecen al subgrupo A. El cromo (24 Cr), con configuración 1–5–0, y el wolframio (74 W) pertenecen al subgrupo B.
• Tríadas (VIIIA y VIIIB): En lugar de los grupos clásicos, aquí se distinguen tríadas específicas de metales. En la tabla están presentes la tríada del hierro (Fe, Co, Ni), la tríada del paladio (Ru, Rh, Pd) y la tríada del platino (Os, Ir, Pt). Asimismo, a la familia VIIIB pertenecen los transactínidos pesados: hassio, meitnerio y darmstadio.

Filas desplazadas: elementos f

Para no alterar la compacidad visual de la tabla, los elementos con llenado del subnivel f se ubican en un bloque inferior separado.

• Lantánidos: Forman parte del 6.° periodo (orbitales 6s–4f–6d). La fila comienza después del lantano (57 La) e incluye elementos desde el cerio (58 Ce, masa 140,116) hasta el lutecio (71 Lu).
• Actínidos: Pertenecen al 7.° periodo (orbitales 7s–5f–6d). Comienzan después del actinio (89 Ac). Incluyen elementos como el torio (90 Th), el uranio (92 U, configuración 2–3–1) y el mendelevio (101 Md).

Preguntas de clases y exámenes

Qué más repasar sobre el tema

• Análisis detallado de las configuraciones electrónicas de las tríadas del platino y del paladio
• Comparación de las estructuras de los halógenos (grupo VIIA) y los elementos del subgrupo del manganeso (grupo VIIB)
• Configuración electrónica de los actínidos pesados utilizando el plutonio y el americio como ejemplo
• Anomalías en el orden de llenado de orbitales en los elementos de los subgrupos secundarios
• Transactínidos del 7.° periodo: rutherfordio, dubnio, seaborgio y bohrio

Otros temas de la sección «Capítulo 5. Estructura de la materia»

Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.