Periodo 3 de la Tabla Periódica

¿Qué significa grupo?

Características de los grupos

La principal característica que comparten los elementos que se encuentran en un grupo de la tabla periódica es que tienen el mismo número de electrones en su última capa, conocida como capa de valencia. Los elementos que se encuentran en el mismo grupo tienen características similares entre ellos, ya que muchas de estas características se deben cantidad de electrones que posee cada elemento en su última capa.

¿Qué es un período?

Características de los períodos

La principal característica de los períodos en la tabla periódica es que todos los elementos que se encuentran en el mismo período poseen el mismo número de capas de electrones, lo que les confiere características similares.

¿Qué es el número atómico?

En el caso del período 3, los números atómicos de los elementos son los siguientes:

• Na: 11.
• Mg: 12.
• Al: 13.
• Si: 14.
• P: 15.
• S: 16.
• Cl: 17.
• Ar: 18.

Tendencias de los elementos del periodo 3

Aquí tienes una copia de la tabla periódica. Una de las filas (que también se conocen como períodos) está resaltada en rosa. Se trata del periodo 3 y ocho elementos lo componen.

Fig. 1: Período 3 en la tabla periódica (coloreado en rojo).

El período 3 incluye los siguientes elementos:

Tabla 1: Elementos del período 3

El período de un elemento nos indica cuántas capas de electrones tiene un elemento. Por lo tanto, podemos deducir correctamente que todos los elementos de período 3 tienen tres capas de electrones. Sin embargo, tienen diferentes números de electrones.

El número atómico de un elemento nos indica el número de protones en el núcleo de uno de sus átomos; para los átomos neutros, es igual a su número de electrones. El número atómico aumenta, de uno en uno, a medida que se avanza en el periodo; desde el sodio hasta el argón. Esto también significa que el número de electrones aumenta, de uno en uno, a medida que se avanza en el período: cada elemento tiene un electrón más que el elemento anterior. Esto será importante para entender la siguiente sección.

Propiedades de los elementos del periodo 3

El período 3 de la tabla periódica es un gran ejemplo de periodicidad.

Estos patrones se repiten con cada nuevo período de la tabla periódica. En este artículo, exploraremos cuatro de estas propiedades:

• Radio atómico.
• Punto de fusión.
• Energía de primera ionización.
• Conductividad eléctrica.

Radio atómico

El radio atómico disminuye a medida que se avanza en el periodo 3 de la tabla periódica. Para entender por qué, tenemos que volver a la estructura atómica de los elementos del periodo 3.¿Recuerdas que el número atómico aumenta, a medida que se avanza en la tabla periódica? Esto significa que el número de protones aumenta. Cada elemento tiene el mismo número de protones que de electrones, por lo que el número de electrones también aumenta. Estos electrones se encuentran orbitando alrededor del núcleo, en capas.

Sin embargo, aunque los elementos de un mismo periodo tengan diferente número de electrones, tienen el mismo número de capas de electrones. En el periodo 3, todos los elementos tienen tres capas de electrones. Esto también significa que tienen el mismo número de capas internas de electrones. Las capas internas de electrones protegen a la capa externa de electrones de parte de la carga del núcleo. La atracción entre la carga restante del núcleo y la capa exterior de electrones determina el radio atómico.Así, a medida que se avanza en un período, el número atómico aumenta: cada elemento tiene un protón y un electrón más que el elemento anterior. Esto significa que la carga del núcleo aumenta. Sin embargo, el número de capas internas permanece igual, por lo que todos los elementos del periodo 3 experimentan el mismo apantallamiento de la carga nuclear.

Esto significa que, a medida que se avanza en un período, la capa exterior de electrones experimenta una mayor carga nuclear global. La capa de electrones más externa experimenta una mayor atracción hacia el núcleo cargado positivamente, por lo que los electrones negativos son atraídos más cerca del núcleo, en el centro del átomo. Esto disminuye el radio atómico.

Punto de fusión

El punto de fusión varía, a medida que se avanza en el periodo 3 de la tabla periódica. Esto tiene que ver con la estructura y el enlace.

Fig. 2: Punto de fusión de los elementos del periodo 3.

Aquí tenemos la razón:

• El sodio (Na), el magnesio (Mg) y el aluminio (Al) tienen puntos de fusión medio-altos. Esto se debe a que son metales. El magnesio tiene un punto de fusión más alto que el sodio, porque tiene un radio atómico más pequeño y forma iones con mayor carga: el sodio forma iones 1+, mientras que el magnesio forma iones 2+. El aluminio tiene un punto de fusión más alto que el sodio y el magnesio porque, de nuevo, tiene un radio atómico más pequeño y forma iones con una carga aún mayor.
• El silicio (Si) tiene un punto de fusión muy alto. Esto se debe a que existe como una macromolécula covalente gigante unida por muchos enlaces covalentes. Para fundir el silicio, hay que superar estos enlaces covalentes, lo que requiere mucha energía.
• El fósforo (P), el azufre (S) y el cloro (Cl) tienen puntos de fusión bajos. Esto se debe a que son moléculas covalentes simples. Aunque hay fuertes enlaces covalentes dentro de las moléculas, las únicas fuerzas entre ellas son débiles fuerzas intermoleculares. Estas no requieren mucha energía para romperse. El azufre forma moléculas más grandes que el fósforo, que a su vez forma moléculas más grandes que el cloro. Esto aumenta la fuerza de las fuerzas intermoleculares y eleva el punto de fusión del elemento.
• El argón (Ar) tiene un punto de fusión muy bajo. Esto se debe a que es un gas monoatómico: no forma moléculas. Las fuerzas intermoleculares entre sus átomos son muy débiles y apenas requieren energía para superarlas.

Energía de ionización

En general, la primera energía de ionización aumenta, a medida que se avanza en el período 3 de la tabla periódica. Al igual que ocurre con el radio atómico, esto se debe al número y a la disposición de los protones y electrones en el elemento.

Fig. 3: Primera energía de ionización de los elementos del período 3.

A medida que se avanza en el período, cada elemento tiene un protón y un electrón más que el elemento anterior. Esto significa que la carga nuclear aumenta. Sin embargo, todos los elementos del período 3 tienen el mismo número de capas de electrones. Esto significa que el apantallamiento de la carga nuclear por parte de las envolturas interiores sigue siendo el mismo. Un aumento de la carga nuclear, pero con los mismos niveles de apantallamiento, da lugar a una mayor atracción entre el núcleo y el electrón más externo; esto aumenta la primera energía de ionización.

Conductividad eléctrica

La última tendencia que analizaremos es la conductividad eléctrica. Esta varía a lo largo del periodo. A continuación, te mostramos todos los valores relativos a la conductividad del aluminio, que es el mejor conductor de todos.

Fig. 4: Conductividad eléctrica de los elementos del período 3.

Observa lo siguiente:

• El sodio (Na), el magnesio (Mg) y el aluminio (Al) tienen altas conductividades. Esto se debe a que son metales, formados por un entramado de iones metálicos positivos en un mar de electrones deslocalizados. Los electrones se mueven libremente y llevan carga, lo que les permite conducir la electricidad. El magnesio es mejor conductor que el sodio, porque tiene más electrones deslocalizados por cada ion metálico positivo. El aluminio es aún mejor conductor porque, una vez más, tiene más electrones deslocalizados por cada ion metálico positivo.
• El silicio (Si) tiene una baja conductividad. Esto se debe a que es un metaloide y, por tanto, un semiconductor.
• El fósforo (P), el azufre (S), el cloro (Cl) y el argón (Ar) no conducen la electricidad. Esto se debe a que forman moléculas covalentes o, en el caso del argón, gases monoatómicos. No hay partículas cargadas que se muevan libremente y lleven carga.

Hasta aquí hemos visto las tendencias de las propiedades de los elementos del periodo 3. Pasemos ahora a nuestro siguiente tema: algunas de sus reacciones.

Reacciones de los elementos del período 3

En adelante, veremos las reacciones de los elementos del período 3 con tres especies diferentes:

• Oxígeno.
• Cloro.
• Agua.

Reacción con el oxígeno

Todos los elementos del período 3 (a excepción del cloro y el argón) reaccionan con el oxígeno (ya sea en el aire o en el gas oxígeno puro, si se indica lo contrario) para producir un óxido. El estado de oxidación del elemento del período 3 aumenta y el estado de oxidación del oxígeno disminuye. Esto hace que la reacción sea una reacción redox.

Aquí tienes una práctica tabla, que compara las reacciones de los elementos del periodo 3 con el oxígeno. Hemos incluido el elemento, las condiciones, el producto, la observación, la ecuación y el estado de oxidación final del elemento del período 3.

Tabla 2: Reacciones de los elementos del período 3

Reacción con el cloro

Ahora es el momento de las reacciones de los elementos del periodo 3 con el cloro; todos ellos forman cloruros. Como antes, hemos hecho una tabla para ayudarte:

Tabla 3: Reacciones de los elementos del período 3 con el cloro

Reacción con agua

Por último, vamos a explorar cómo reaccionan los elementos del periodo 3 con el agua. Por suerte, sólo hay que conocer las reacciones del sodio y el magnesio. Estos forman hidróxidos, pero el magnesio también reacciona con el vapor para formar un óxido. A continuación te mostramos cómo se comparan las reacciones:

Tabla 4: Reacciones de los elementos del período 3 con el agua.

A estas alturas deberías ser capaz de describir y explicar las tendencias de las propiedades de los elementos del periodo 3, así como de saber cómo reaccionan con el oxígeno, el cloro y el agua.