Características de los grupos de la tabla periódica

Antes de empezar a hablar de las características de los grupos de la tabla periódica tenemos que conocer en qué consiste este sistema. Para estudiar los elementos químicos descubiertos hasta entonces, Mendeléyev ideó este patrón en forma de tabla: la tabla periódica de los elementos. En la tabla periódica aparecen filas horizontales y columnas verticales. Las columnas se denominan grupos y los elementos del mismo grupo (en la misma columna) suelen tener un número parecido de electrones de valencia y propiedades químicas similares, que veremos en los siguientes apartados. En la tabla moderna, los elementos se ordenan por número atómico creciente.

Actualmente la tabla periódica está compuesta por 18 grupos. A cada uno se le asigna un código y, en algunos casos, un nombre común.

Los 18 grupos de la tabla periódica son:

• Grupo 1, IA o metales alcalinos. Compuesto por el litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) y francio (Fr).
• Grupo 2, II A o metales alcalinotérreos. Compuesto por berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba) y radio (Ra).
• Grupo 3, IIIB o familia del escandio. Compuesto por escandio (Sc), itrio (Y), lutecio (Lu), lawrencio (Lr), lantano (La) y actinio (Ac).
• Grupo 4, IV B o familia del titanio. Está conformado por los elementos titanio (Ti), circonio (Zr), hafnio (Hf) y rutherfordio (Rf).
• Grupo 5, VB o familia del vanadio. Este grupo está conformado por los elementos vanadio (V), niobio (Nb), tantalio (Ta) y dubnio (Db).
• Grupo 6, VIB o familia del cromo. Dentro del grupo 6 se incluyen cromo (Cr), molibdeno (Mo), wolframio o tungsteno (W) y seaborgio (Sg).
• Grupo 7, VIIB o familia del manganeso. El grupo 7 está formado por manganeso (Mn), tecnecio (Tc), renio (Re) y bohrio (Bh).
• Grupo 8, VIIIB o familia del hierro. En el grupo 8 se incluyen hierro (Fe), rutenio (Ru), osmio (Os) y hassio (Hs).
• Grupo 9, IXB o familia del cobalto. El grupo 9 está compuesto por cobalto (Co), rodio (Rh), iridio (Ir) y meitnerio (Mt).
• Grupo 10, XB o familia del níquel. Este grupo está compuesto por níquel (Ni), paladio (Pd), platino (Pt) y darmstadtio (Ds).
• Grupo 11, XIB, familia del cobre o metales de acuñar. Dentro de este grupo se incluyen cobre (Cu), plata (Ag), oro (Au) y roentgenio (Rg).
• Grupo 12, XIIB o familia del zinc. El grupo 12 está conformado por zinc (Zn), cadmio (Cd), mercurio (Hg) y copernicio (Cn).
• Grupo 13, IIIA o familia del boro. Formado por boro (B), aluminio (Al), galio (Ga), indio (In), talio (Tl) y nihonio (Nh).
• El grupo 14, IVA, familia del carbono o carbonoideos. El grupo 14 está formado por los elementos carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) y flerovio (Fl).
• Grupo 15, VA, familia de los pnictógenos o de los nitrogenoideos. Está formado por nitrógeno (N), fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) y moscovio (Mc).
• Grupo 16, VIA, anfígenos, calcógenos o familia del oxígeno. Conformado por oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), telurio (Te), polonio (Po) y livermorio (Lv).
• Grupo 17, VIIA o halógenos. Este grupo está formado por flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I), astato (At) y teneso (Ts).
• Grupo 18, VIIIA o gases nobles. Grupo formado por helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe), radón (Rn) y oganesón (Og).

Segunda clasificación de los elementos químicos

Dentro de los elementos químicos podemos encontrar una segunda clasificación de los grupos de la tabla periódica.

• Los grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18 pertenecen al grupo A de los elementos o grupos principales.
• Mientras que los grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12 pertenecen al grupo B o metales de transición.

En los grupos principales, el número de electrones de valencia ayuda a explicar por qué sus elementos presentan comportamientos químicos parecidos. Al bajar por un grupo, algunas propiedades, como el tamaño de los átomos, suelen cambiar de manera gradual.

La mayoría de estos elementos químicos pueden encontrarse en la naturaleza, ya sean puros o en mezclas con otros compuestos o elementos. En cambio, algunos de ellos, como el moscovio, son elementos artificiales, creados por el ser humano en laboratorios y que no se encuentran de forma natural. Aquí te descubrimos de forma más detallada cómo está organizada la tabla periódica.

Imagen: Tabla periódica

Empezamos analizando las características de los grupos de la tabla periódica hablando de los elementos del grupo 1, que tienen las siguientes características:

• Número de oxidación +1. Son, por tanto, muy electropositivos y tienen baja energía de ionización, ya que pierden este electrón con facilidad.
• Su configuración electrónica es ns¹.
• Son los elementos químicos más reactivos y, por tanto, en la naturaleza no se encuentran aislados, sino en forma de sales.
• Son metales blandos, de baja densidad y con puntos de fusión bajos. Al cortarlos o fundirlos se observa su color plateado y su brillo metálico.
• Son maleables, dúctiles y buenos conductores del calor y la electricidad.
• Forman hidróxidos al reaccionar con agua.

Al descender por este grupo, la reactividad aumenta. Por eso, estos metales suelen almacenarse evitando el contacto con el agua y el aire, con los que pueden reaccionar con facilidad.

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Los elementos del grupo 2 tienen las siguientes características:

• Número de oxidación +2.
• Su configuración electrónica es ns²
  
• Tienen baja energía de ionización, que disminuye conforme se desciende en el grupo. Por ello, excepto el berilio, todos forman compuestos claramente iónicos.
• Reaccionan con facilidad con los halógenos para formar sales iónicas.
• Tienen baja densidad y, por lo general, son metales plateados y blandos.

En general, su reactividad aumenta al bajar por el grupo. Aun así, suelen reaccionar menos intensamente que los metales alcalinos de su mismo periodo.

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Este conjunto de grupos se denomina metales de transición o bloque d porque, si nos fijamos en su configuración electrónica, el orbital d está parcialmente lleno de electrones.

Presentan comportamientos intermedios: no son ni muy reactivos ni muy inertes (poco reactivos). Pueden tener varios estados de oxidación y sus propiedades, como la densidad, varían de un elemento a otro.

Muchos de estos elementos conducen bien el calor y la electricidad, y pueden formar compuestos de distintos colores. Estas características ayudan a distinguirlos de otros grupos, aunque no se cumplen de la misma manera en todos.

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El grupo 13, a pesar de seguir siendo bastante intermedio en cuanto a sus características, está algo más definido que los anteriores. Sus elementos presentan, entre otras, estas propiedades:

• Tienen estado de oxidación +3 y, en ciertos elementos, también +1.
• Sus propiedades varían dentro del grupo: el boro es un metaloide, mientras que los demás son metales.
• Sus puntos de fusión son diversos, por lo que no se puede considerar que todos sean elevados.

La tendencia de sus propiedades se aprecia al comparar los elementos de arriba abajo: el carácter metálico aumenta y sus comportamientos no son iguales en todo el grupo.

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Los elementos carbonoideos son también bastante variados y tienen una característica muy especial: conforme vamos bajando en el grupo, los elementos van teniendo características más metálicas; el carbono es un no metal, el silicio y el germanio son semimetales y, situados todavía más abajo en el grupo, el estaño y el plomo son metales.

El carbono puede formar una gran variedad de compuestos, mientras que el silicio es importante en materiales y minerales. Esta diversidad refleja los cambios de propiedades que se observan al descender por el grupo.

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Siguiendo con las características de los grupos de la tabla periódica, ahora hablaremos de los elementos del grupo 15:

• Pueden reaccionar a alta temperatura. Por ejemplo, la reacción del nitrógeno con el oxígeno o con el hidrógeno requiere condiciones adecuadas, como temperaturas o presiones elevadas.
• Tienen 5 electrones de valencia.
• El nitrógeno y el fósforo suelen formar enlaces covalentes; el antimonio y el bismuto pueden formar compuestos iónicos con otros elementos, especialmente con metales.

Al descender por el grupo, aumenta el carácter metálico. Por ello, los elementos de la parte superior y los de la inferior pueden mostrar diferencias notables en sus propiedades.

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Las características de los elementos del grupo 16 son:

• Tienen seis electrones de valencia (última capa s²p⁴).
• Sus propiedades varían de no metálicas a metálicas al aumentar su número atómico.
• Su volumen atómico, densidad, radio del anión y puntos de fusión y de ebullición aumentan conforme bajamos en el grupo.
• El calor específico y el calor de formación del hidruro disminuyen conforme bajamos en el grupo.

El oxígeno y el azufre, situados en la parte superior, son no metales muy conocidos. Los elementos que aparecen más abajo presentan un carácter metálico mayor.

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Las características del grupo 17 o halógenos son las siguientes:

• Suelen actuar con número de oxidación -1, aunque algunos halógenos, excepto el flúor, pueden presentar otros estados de oxidación.
• Suelen combinarse con los metales para formar halogenuros, haluros o hidrácidos.
• Su comportamiento frente al oxígeno varía: algunos halógenos pueden formar óxidos en condiciones determinadas.

Los halógenos se encuentran habitualmente formando compuestos, ya que son reactivos. Su reactividad y su estado físico varían entre los elementos del grupo.

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Y terminamos esta lección de las características de los grupos de la tabla periódica hablando de los gases nobles o elementos del grupo 18, que tienen las siguientes características:

• Se presentan en estado gaseoso en la naturaleza.
• Su capa electrónica o última capa de valencia está completa, por lo que son poco reactivos.
• Son muy abundantes en la naturaleza. Después del hidrógeno, el helio es el elemento más abundante en el universo conocido.
• Poseen puntos de fusión y ebullición bajos.
• Su afinidad electrónica suele ser muy baja.
• Algunos son radiactivos, como el radón y el oganesón, una característica relevante para su estudio y para algunas aplicaciones.

La baja reactividad no significa que todos se comporten exactamente igual: el helio, por ejemplo, tiene una capa externa completa con solo dos electrones, mientras que los demás gases nobles cuentan con ocho en su capa de valencia.

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