1.2 Grupos

Ya se ha indicado que en un mismo grupo se sitúan elementos químicos de propiedades similares, pero ¿por qué esta semejanza en las propiedades?

Fíjate en la configuración electrónica de los tres primeros elementos del grupo 2:
 
Elemento Símbolo    Z    
 Configuración electrónica
Berilio Be 4 1s2 2s2
Magnesio Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2
Calcio Ca 20 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

¿Observas algo en común en todos ellas? Resulta evidente que todos ellos tienen la misma configuración electrónica en su nivel más externo. Concretamente, en este caso, dos electrones en el subnivel s. De hecho, la configuración de su capa de valencia es del tipo ns2. El hecho de compartir esta configuración hace que, a la hora de formar enlaces y reaccionar con otras sustancias, tengan un comportamiento químico similar.
 
Esta característica es generalizable a todos los grupos de la tabla periódica:

Actividad

Los elementos de un mismo grupo de la tabla periódica tienen la misma configuración electrónica en su nivel de energía más externo. Esta similitud provoca que todos ellos, así como sus compuestos, tengan propiedades químicas similares.

Así, los elementos de la tabla periódica pueden clasificarse en función de su configuración electrónica, en lo que se conoce como bloques:

Imagen de Untrozo en Wikimedia. CC

Se distinguen por ello los bloques en función del orbital en el que se encuentra su último electrón:

1) Elementos representativos (bloques s y p)

Son aquellos cuyo último electrón se aloja en un orbital s ó p respectivamente. El bloque s agrupa los elementos de los grupos 1 y 2 y el p seis grupos (13, 14, 15, 16, 17 y 18).

2) Elementos de transición (bloque d)

Son los elementos cuyo último electrón se aloja en un orbital d. Agrupan los elementos de los grupos centrales, del 3 al 12, para dar un total de 10 grupos.

3) Elementos de transición interna (bloque f)

Son aquellos cuyo último electrón se aloja en un orbital f. Comprende dos series de 14 elementos cada una de ellas, que reciben el nombre del elemento que las precede en su periodo: Lantánidos (orbital 4f) y Actínidos (orbital 5f).

Imagen de de Maksim en Wikimeida. CC
 Imagen de Esbardu en Wikimedia. Licencia GNU

Un resultado interesante que puede derivarse de esta clasificación es que puede conocerse el grupo al que pertenece un elemento conociendo simplemente su número atómico, a partir de su configuración electrónica. También es cierta la afirmación inversa.

Ejemplo o ejercicio resuelto

Dados los elementos A, B, C, D, E que tienen como número atómico 3, 9, 10, 19, 36 respectivamente:
a) ¿Pertenecen algunos de ellos al mismo grupo?
b) ¿Cuál o cuáles pertenecen al grupo 18?
Entre los 18 grupos que forman la tabla periódica, algunos reciben nombres especiales por su importancia. Entre ellos cabe destacar:
 
  • Alcalinos (Grupo 1). La configuración electrónica de su última capa es ns1. Por ello, pierden fácilmente un electrón para tener completa su última capa. Por ello son metales que tienen un número de oxidación +1, son muy reactivos, formando iones, y no se encuentran en estado puro en la naturaleza.

  • Alcalinotérreos (Grupo 2). En ellos la configuración electrónica de su última capa es ns2. Son metales con número de oxidación +2, ya que pierden fácilmente estos dos electrones. Son reactivos, pero menos que los alcalinos, formando iones.

  • Halógenos (Grupo 17). Reciben este nombre del griego "Generadores de sales". La configuración electrónica de su última capa es del tipo np5, por lo que son elementos no metálicos que ganan fácilmente un electrón para completar su última capa, formando iones negativos del tipo X-1. Reaccionan fácilmente con los alcalinos y alcalinotérreos para dar lugar a sales binarias y en la naturaleza los más ligeros forman moléculas diatómicas.

  • Gases nobles (Grupo 18). Tienen todas sus capas completas, siendo su configuración electrónica del tipo np6 (con la excepción del Helio, que no tiene capa tipo p). Como no tienen tendencia a reaccionar, son inertes y permanecen en estado gaseoso, por lo que se les llama gases nobles.