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332 CAPÍTULO 8 Relaciones periódicas entre los elementos

(o metales de transición ), los lantánidos y los actínidos . Los elementos representativos
(llamados también elementos del grupo principal ) son los elementos de los grupos 1A a
7A, todos los cuales tienen incompletos los subniveles s o p del máximo número cuántico
principal. Con excepción del helio, los gases nobles (los elementos del grupo 8A) tienen
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el subnivel p completamente lleno. (Las confi guraciones electrónicas son 1s para el helio
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y ns np para el resto de los gases nobles, donde n es el número cuántico principal del
nivel más alto.)
Los metales de transición son los elementos de los grupos 1B y 3B hasta 8B, los
cuales tienen incompleto el subnivel d, o forman fácilmente cationes con el subnivel d
incompleto. (Algunas veces se hace referencia a estos metales como los elementos de
transición del bloque d .) La numeración no secuencial de los metales de transición en la
tabla periódica (es decir, 3B-8B, seguida por 1B-2B) obedece a la correspondencia que
existe entre la confi guración electrónica externa de estos elementos con la de los elemen-
tos representativos. Por ejemplo, tanto el escandio como el galio tienen tres electrones
externos. Sin embargo, como se encuentran en diferentes tipos de orbitales atómicos, se
colocan en distintos grupos (3A y 3B). Los metales hierro (Fe) , cobalto (Co) y níquel (Ni)
no cumplen con esta clasifi cación y los tres se colocan en el grupo 8B. Los elementos del
grupo 2B, Zn, Cd y Hg, no son elementos representativos ni metales de transición. Este
grupo de metales no tiene un nombre especial. Cabe hacer notar que la designación de
grupos A y B no es universal. En Europa se utiliza B para los elementos representativos
y A para los metales de transición, que es justamente lo opuesto al convenio de Estados
Unidos . La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en
inglés) recomienda numerar las columnas de manera secuencial con números arábigos,
desde 1 hasta 18 (vea la fi gura 8.2). Esta propuesta ha generado grandes controversias en
la comunidad química internacional y se están analizando tanto las ventajas como los
inconvenientes que presenta. En este texto utilizaremos el convenio de Estados Unidos.
Los lantánidos y los actínidos algunas veces se denominan elementos de transición
del bloque f porque su subnivel f está incompleto. En la fi gura 8.3 se muestran los grupos
de los elementos aquí estudiados.
La reactividad química de los elementos está determinada en gran parte por sus elec-
Para los elementos representativos, trones de valencia , que son los electrones que ocupan el nivel de energía externo. Para
los electrones de valencia son simple- los elementos representativos, los electrones de valencia son los que ocupan el nivel de
mente aquellos electrones en el nivel n
de la energía principal más alto. energía n más alto. Todos los electrones que no son de valencia en un átomo reciben el
nombre de electrones del kernel o internos. Al observar una vez más las confi guraciones
electrónicas de los elementos representativos surge un patrón claro: todos los elementos
en un grupo determinado tienen el mismo número y tipo de electrones de valencia. La
similitud de confi guraciones electrónicas de valencia es lo que hace que los elementos en
un mismo grupo tengan un comportamiento químico parecido. Por lo tanto, todos los
metales alcalinos (los elementos del grupo 1A), por ejemplo, tienen la confi guración elec-
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trónica de valencia ns (tabla 8.1) y tienden a perder un electrón para formar los cationes
monopositivos . De manera similar, todos los metales alcalinotérreos (los elementos del
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Tabla 8.1 grupo 2A) tienen una confi guración electrónica de valencia ns , y todos tienden a perder
dos electrones para formar los cationes dipositivos . Sin embargo, debemos tener cuidado
Confi guraciones
al predecir las propiedades de los elementos con base únicamente en su “pertenencia a un
electrónicas de los
grupo”. Por ejemplo, todos los elementos del grupo 4A tienen las mismas confi guraciones
elementos de los grupos 2 2
electrónicas de valencia ns np , pero hay una variación notable en las propiedades quími-
1A y 2A
cas entre los elementos: el carbono es un no metal, el silicio y el germanio son metaloides,
Grupo 1A Grupo 2A y el estaño y el plomo son metales.
Li [He]2s 1 Be [He]2s 2 Como grupo, los gases nobles se comportan de manera muy similar. El helio y el
Na [Ne]3s 1 Mg [Ne]3s 2 neón son químicamente inertes , y hay algunos ejemplos de compuestos formados por los
K [Ar]4s 1 Ca [Ar]4s 2 otros gases nobles. Esta carencia de reactividad química se debe a que sus subniveles ns
y np están completamente llenos, una condición que suele correlacionarse con una gran
Rb [Kr]5s 1 Sr [Kr]5s 2 estabilidad. Aunque la confi guración electrónica de valencia de los metales de transición
Cs [Xe]6s 1 Ba [Xe]6s 2 no siempre es la misma dentro de un grupo y no hay un patrón regular en el cambio de
Fr [Rn]7s 1 Ra [Rn]7s 2 la confi guración electrónica de un metal al siguiente en el mismo periodo, todos los me-