Cada número del panel de detalles de un elemento cuenta una parte de su historia. Aquí tienes lo que
significa cada uno, con ejemplos reales de la tabla y las tendencias en las que conviene fijarse.
Identidad: qué define a un elemento
Número atómico
El número de protones del núcleo de un átomo. Es el documento de identidad del elemento: si cambia, se trata de otro elemento.
Ejemplo: Todo átomo con 6 protones es carbono, tanto si está en un diamante como en un lápiz o en tu ADN.
Tendencia: Aumenta exactamente en uno con cada casilla de la tabla, de izquierda a derecha y de arriba abajo, desde el hidrógeno (1) hasta el oganesón (118).
Masa atómica unidades de masa atómica unificadas (u)
La masa media de los átomos de un elemento, ponderada según la abundancia natural de cada isótopo. 1 u es la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12.
Ejemplo: El cloro tiene 35,45 u, que no es un número entero, porque aproximadamente tres cuartas partes de sus átomos son cloro-35 y una cuarta parte son cloro-37.
Tendencia: Suele aumentar con el número atómico, con algunas excepciones famosas: el telurio (127,6 u) es más pesado que el yodo (126,9 u), aunque va antes que él.
Átomos de un mismo elemento con distinto número de neutrones. Químicamente se comportan casi igual, pero tienen masas diferentes, y algunos son radiactivos.
Ejemplo: El carbono-12 y el carbono-13 son estables; el carbono-14 se desintegra lentamente, y eso es lo que hace posible la datación por radiocarbono.
Una columna vertical de la tabla. Los elementos de un mismo grupo tienen el mismo número de electrones externos, por lo que tienden a comportarse como miembros de una familia.
Ejemplo: Todos los elementos del grupo 1 (los metales alcalinos) reaccionan con el agua, y todos los del grupo 18 (los gases nobles) apenas reaccionan con nada.
La tabla se divide en cuatro bloques, que reciben el nombre del tipo de orbital que ocupa el último electrón. Los bloques son los que dan a la tabla su forma.
Ejemplo: El bloque s son los grupos 1–2 (más el helio), el bloque p son los grupos 13–18, el bloque d son los grupos 3–12 y el bloque f son las dos filas de la parte inferior.
Los colores de la tabla clasifican los elementos según su comportamiento: metales alcalinos, metales alcalinotérreos, metales de transición, metales postransicionales, metaloides, no metales, gases nobles, lantánidos y actínidos. «Desconocidos» señala los elementos superpesados cuya química nunca se ha medido, porque solo han llegado a existir unos pocos átomos.
Ejemplo: Los metaloides, como el silicio, están en la frontera entre los metales y los no metales y comparten propiedades de ambos, y precisamente por eso el silicio es tan bueno para fabricar chips de ordenador.
Las dos filas situadas debajo de la tabla principal. En realidad pertenecen a los periodos 6 y 7, pero colocarlas ahí haría que la tabla tuviera 32 columnas de ancho, así que se imprimen debajo.
Ejemplo: Glenn Seaborg propuso en 1944 trasladar los actínidos a una fila propia, y le advirtieron de que eso arruinaría su reputación. En cambio, le valió un Premio Nobel.
Una lista de los orbitales que ocupan los electrones de un átomo. La aplicación la muestra dos veces: la versión completa y una versión abreviada que parte del gas noble anterior, entre corchetes.
Ejemplo: El oxígeno es 1s² 2s² 2p⁴, o [He] 2s² 2p⁴ en forma abreviada. El cobre se salta la regla de llenado sencilla: [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, no 3d⁹ 4s², porque una subcapa d completa es especialmente estable.
Niveles de energía que alojan electrones a distancias cada vez mayores del núcleo. La primera admite hasta 2, la segunda hasta 8, y así sucesivamente. El modelo de Bohr en 3D de la aplicación las dibuja como anillos.
Ejemplo: El modelo de Bohr es una simplificación: los electrones reales no giran como planetas, sino que se extienden en nubes difusas llamadas orbitales. Aun así, los anillos son una forma estupenda de contar electrones.
La fuerza con la que un átomo atrae hacia sí los electrones compartidos en un enlace, como la puntuación en un juego de tira y afloja.
Ejemplo: El flúor es el que más atrae, con 3,98; el cesio y el francio son los que menos, con 0,79. Cuando el sodio (0,93) se encuentra con el cloro (3,16), el cloro gana claramente y forman la sal de mesa, un compuesto iónico.
Tendencia: ↑ a lo largo de un periodo, ↓ al bajar en un grupo. Los gases nobles casi nunca forman enlaces, por lo que a menudo no tienen valor.
La energía necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo. Un valor bajo significa que el átomo cede electrones con facilidad.
Ejemplo: El helio es el que retiene sus electrones con más fuerza, con 2372 kJ/mol. El cesio solo necesita 376 kJ/mol, y por eso reacciona violentamente incluso con agua fría.
Tendencia: ↑ a lo largo de un periodo, ↓ al bajar en un grupo.
La energía que se libera cuando un átomo neutro captura un electrón adicional. Un valor alto significa que el átomo tiene mucha tendencia a ganar un electrón.
Ejemplo: El cloro tiene el valor más alto, 349 kJ/mol, ligeramente por delante del flúor (328 kJ/mol), cuya capa externa, diminuta y abarrotada, repele al electrón que llega. Los gases nobles se resisten a aceptar electrones adicionales, por lo que sus valores son negativos.
Tendencia: En general ↑ a lo largo de un periodo, hacia los halógenos.
La carga que tendría un átomo si todos sus enlaces fueran completamente iónicos. Muchos elementos pueden adoptar varios estados, y por eso forman tantos compuestos distintos.
Ejemplo: El hierro suele estar en +2 o +3, y la herrumbre es hierro en estado +3. El manganeso va desde −3 hasta +7; en el permanganato de potasio, de color violeta, está en +7.
El tamaño de un átomo, medido desde el núcleo hasta el borde de su nube de electrones. 1 pm es una billonésima de metro.
Ejemplo: El hidrógeno mide unos 25 pm; el cesio, unos 260 pm. Harían falta unos 20 millones de átomos de cesio, uno al lado de otro, para cubrir un centímetro.
Tendencia: ↓ a lo largo de un periodo (más protones atraen a los electrones con más fuerza), ↑ al bajar en un grupo (cada fila añade una capa).
La mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos idénticos unidos por un enlace simple. Describe el tamaño de un átomo cuando está enlazado, y no cuando está aislado.
Ejemplo: El radio covalente del carbono es de 77 pm, así que un enlace simple carbono–carbono mide unos 154 pm.
Tendencia: Sigue las mismas tendencias que el radio atómico.
Cuánta masa cabe en un volumen determinado. La aplicación la muestra en gramos por litro; divide entre 1000 para obtener g/cm³.
Ejemplo: El osmio es el elemento más denso, con 22 590 g/L: un cartón de un litro lleno de osmio pesaría más de 22 kg. El hidrógeno, el más ligero, tiene solo 0,09 g/L.
La temperatura a la que un sólido se convierte en líquido. Para pasar a grados Celsius, resta 273,15.
Ejemplo: El wolframio funde a 3695 K (unos 3422 °C), la temperatura más alta de todos los metales, y por eso se usaba en los filamentos de las bombillas. El mercurio funde a 234 K (−39 °C), así que es líquido a temperatura ambiente, y el galio (303 K) se funde en la mano.
La temperatura a la que un líquido se convierte en gas a la presión atmosférica normal.
Ejemplo: El helio hierve a solo 4,2 K, apenas unos grados por encima del cero absoluto, lo que convierte al helio líquido en el refrigerante ideal para los imanes de las resonancias magnéticas. El wolframio hierve a 6203 K.
La energía necesaria para calentar un kilogramo de una sustancia en un kelvin. Un valor alto significa que la sustancia absorbe mucho calor antes de calentarse.
Ejemplo: El hidrógeno encabeza la lista con 14 300 J/(kg·K). El oro solo necesita 129 J/(kg·K), por eso un anillo de oro se calienta enseguida en el dedo.
Tendencia: Por lo general, los átomos pesados tienen valores más bajos por kilogramo.
El patrón repetitivo en el que se ordenan los átomos cuando un elemento está en estado sólido. La caja más pequeña que se repite se llama celda unidad, y la aplicación la muestra en 3D.
Ejemplo: El cobre y el oro tienen una estructura cúbica centrada en las caras, un apilamiento que permite que las capas de átomos se deslicen, y por eso se doblan en lugar de romperse. El hierro, a temperatura ambiente, es cúbico centrado en el cuerpo. En los elementos superpesados, la estructura solo es una predicción.
Las longitudes de las tres aristas de la celda unidad, que suelen llamarse a, b y c.
Ejemplo: En el cobre, que es cúbico, las tres son iguales: 361,49 pm. En la celda ortorrómbica del uranio, las tres son distintas: 285,37; 586,95 y 495,48 pm.