La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características; su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.
Suele atribuirse la tabla a Demitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en las propiedades químicas de los elementos, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos. La forma actual es una versión modificada de la de Mendeléyev; fue diseñada por Alfred Werner. La tabla periódica clasifica, organiza y distribuye los elementos químicos y su disposición sigue un orden secuencial a partir del número atómico de cada elemento y de sus propiedades físicas y químicas. El número atómico de un elemento es la cantidad de protones o electrones del elemento.
La tabla periódica divide a los elementos en columnas denominadas grupos y en hileras horizontales denominadas periodo. Los elementos de un mismo grupo tienen en general valencias semejantes lo que significa que sus características o propiedades son similares entre sí. Los elementos que pertenecen a un mismo periodo tienen propiedades diferentes pero masas similares.
Las filas que ocupan una posición fuera de la tabla periódica ocupan este lugar porque no pueden ser incluidas en los periodos 6 y 7.
Las clasificaciones de los elementos químicos se distinguen mediante diferentes colores metales, no metales, metaloides y gases nobles.
La tabla periódica detalla el símbolo, el número atómico, el punto de ebullición, el punto de fusión, la densidad, el peso atómico, la valencia, la estructura atómica y el nombre completo del los elementos químicos. A importancia de la tabla periódica radica en el hecho de que mediante el conocimiento de las propiedades y las tendencias generales dentro de un grupo o periodo, se predicen las propiedades de cualquier elemento.
De acuerdo con el tipo de subnivel que ha llenado en la tabla periódica, los elementos se dividen en varias categorías: los elementos representativos, los gases nobles, los elementos de transición, los lantánidos y los actínidos. Los elementos representativos son los que pertenecen a los grupos del 1A al 7A, estos se caracterizan por tener incompletos los subniveles s o p de su máximo número cuántico principal. Con excepción del Helio, los gases nobles tienen completamente lleno el subnivel P.
Los metales de transición son los elementos de los grupos 1B y 3B hasta 8B, estos tienen incompleto el subnivel d (por esto se les conoce como elementos del bloque d). Estos elementos no tienen una numeración secuencial en la tabla periódica ya que su configuración electrónica no corresponde con la de los elementos representativos.
Los lantánidos y los actínidos algunas veces se denominan elementos de transición del bloque f porque tienen incompleto el subnivel f.
Todos los miembros del grupo 1A, los metales alcalinos, tienen configuraciones electrónicas semejantes; todos tienen un núcleo de gas noble y un electrón externo ns1, de la misma forma, los metales alcalinotérreos del grupo 2A, tienen un núcleo de gas noble y una configuración electrónica ns2. Los electrones externos de un átomo, que son los implicados en un enlace químico reciben el nombre de electrones de valencia.
El grupo de gases nobles se caracteriza porque a excepción del Criptón y el Xenón, el resto de estos elementos son totalmente inertes respecto al punto de vista químico, ya que estos elementos tienen llenos por completo los subniveles ns y np, lo que les da más estabilidad.
Cuando se comparan los elementos del grupo 1A con los elementos del grupo 1B, se puede notar que sus configuraciones electrónicas son semejantes, con un electrón en el orbital s externo, pero sus propiedades químicas son muy diferentes.
Los valores de la energía de ionización de los metales del grupo 1B son considerablemente mayores que aquellos de los metales alcalinos, por lo tanto los elementos del grupo 1B son mucho menos reactivos. Los altos valores de la energía de ionización de los elementos del grupo 1B se deben al apantallamiento incompleto del núcleo por los electrones d internos (en comparación con el apantallamiento más eficaz de los núcleos completos de los gases nobles). Como consecuencia, los electrones s externos de estos elementos son atraídos con más fuerza por el núcleo. La diferencia en las propiedades químicas entre los elementos del grupo 2A (alcalinotérreos) y los metales del grupo 2B se explica de la misma forma.
Los números cuánticos que describen la cantidad de electrones en un átomo, están relacionados a las energías de los electrones.
El estado más estable de un átomo se llama estado fundamental. En esta condición los electrones tienen la menor energía posible. Si se conoce el número de electrones en un átomo se puede describir la configuración electrónica de su estado fundamental, ya que los electrones entran en los varios orbitales en un orden definido, iniciando con el de menor energía. Un ejemplo puede ser el hidrogeno, que tiene un solo electrón, el cual se mueve en el subnivel 1s del primer nivel de energía, en el Helio, sus dos electrones ocupan el nivel de energía 1s. La notación de la configuración electrónica del hidrogeno 1s1, indica que tiene un electrón (representado por el exponente) en el subnivel s del primer nivel de energía, así se denotan las configuraciones electrónicas de los diferentes elementos, teniendo en cuenta su número atómico y los esquemas de energía potencial para los orbitales en átomos con muchos electrones, lo que en otras palabras significa la cantidad máxima de electrones que puede haber en un nivel de energía.
Para la lectura de una tabla periódica se deben tener en cuenta varias cosas, como el hecho de que los átomos se ordenan en un número creciente según su número atómico, ese número indica el número de protones que hay en el átomo, este número es igual al de electrones que giran alrededor del átomo. Los pesos atómicos se determinan por comparación con el del átomo de carbono que se considera de 12. La tabla además trae otra información, que representa como se dan las propiedades periódicas en un elemento específico, como el radio iónico, el radio atómico, la energía de ionización, su número de oxidación y otros.
La energía de ionización de un elemento es la energía mínima necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado gaseoso, en su estado fundamental. El átomo al perder un electrón es un Ion gaseoso mono positivo.
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