Bloque (tabla periódica)

El bloque s, donde la s significa "afilado" y el número cuántico azimutal es 0, se encuentra en el lado izquierdo de la tabla periódica convencional y está compuesto por elementos de las dos primeras columnas más un elemento en la columna más a la derecha, los no metales hidrógeno y helio y los metales alcalinos (en el grupo 1) y los metales alcalinotérreos (grupo 2). Su configuración electrónica general es n s ^1–2 . El helio es un elemento s, pero casi siempre se ubica en el extremo derecho del grupo  18 , por encima del neón, un elemento p . Cada fila de la tabla tiene dos elementos s.

Los metales del bloque s (a partir del segundo periodo ) son en su mayoría blandos y generalmente tienen puntos de fusión y ebullición bajos. La mayoría le dan color a la llama.

Químicamente, todos los elementos del bloque s, excepto el helio, son altamente reactivos. Los metales del bloque s son altamente electropositivos y a menudo forman compuestos esencialmente iónicos con los no metales, especialmente con los halógenos, que son altamente electronegativos.

El bloque p, donde la p significa "principal" y el número cuántico azimutal es 1, se encuentra en el lado derecho de la tabla periódica estándar y comprende los elementos de los grupos 13 al 18. Su configuración electrónica general es n s ² n p ^1–6 . El helio , aunque es el primer elemento del grupo 18, no está incluido en el bloque p. Cada fila de la tabla tiene espacio para seis elementos p, excepto la primera (que no tiene ninguno).

Aluminio (metal), Z = 13

Silicio (metaloide), Z = 14

Fósforo (no metal), Z = 15

Este bloque es el único que contiene los tres tipos de elementos: metales , no metales y metaloides . Los elementos del bloque p se pueden describir grupo por grupo de la siguiente manera: grupo 13, los trieles ; 14, los tetreles ; 15, los pnictógenos ; 16, los calcógenos ; 17, los halógenos ; y 18, el grupo del helio , compuesto por los gases nobles (excluyendo el helio) y el oganesón . Alternativamente, el bloque p puede describirse como un bloque que contiene metales de postransición ; metaloides ; no metales reactivos , incluidos los halógenos ; y gases nobles (excluyendo el helio).

Los elementos del bloque p se caracterizan por tener sus electrones de valencia (los más externos) en el orbital p. Este orbital consta de seis lóbulos que parten de un punto central con ángulos uniformemente espaciados. El orbital p puede albergar un máximo de seis electrones, por lo que existen seis columnas en el bloque p. Los elementos de la columna 13, la primera del bloque p, tienen un electrón en el orbital p. Los elementos de la columna 14, la segunda del bloque p, tienen dos electrones en el orbital p. Esta tendencia se mantiene hasta la columna 18, que tiene seis electrones en el orbital p.

El bloque p es un bastión de la regla del octeto en su primera fila, pero los elementos de las filas subsiguientes suelen presentar hipervalencia . Los elementos del bloque p muestran estados de oxidación variables, que generalmente difieren en múltiplos de dos. La reactividad de los elementos de un grupo generalmente disminuye hacia abajo. (El helio rompe esta tendencia en el grupo 18 al ser más reactivo que el neón, pero como el helio es en realidad un elemento del bloque s, la parte del bloque p de la tendencia permanece intacta).

El enlace entre metales y no metales depende de la diferencia de electronegatividad. La ionicidad es posible cuando la diferencia de electronegatividad es suficientemente alta (p. ej. Li ₃ N , NaCl , PbO ). Los metales en estados de oxidación relativamente altos tienden a formar estructuras covalentes (p. ej. WF ₆ , OsO ₄ , TiCl ₄ , AlCl ₃ ), al igual que los metales más nobles incluso en estados de oxidación bajos (p. ej. AuCl , HgCl ₂ ). También hay algunos óxidos metálicos que muestran conductividad eléctrica (metálica) , como RuO ₂ , ReO ₃ , e IrO ₂ . ^{[ 4 ]} Los metaloides tienden a formar compuestos covalentes o aleaciones con metales, aunque incluso entonces la ionicidad es posible con los metales más electropositivos (p. ej. Mg ₂ Si ).

El bloque d, donde la d significa "difuso" y el número cuántico azimutal es 2, se encuentra en el centro de la tabla periódica y abarca los elementos de los grupos 3 al 12; comienza en el cuarto período . Los períodos a partir del cuarto tienen espacio para diez elementos del bloque d. La mayoría o todos estos elementos también se conocen como metales de transición porque ocupan una zona de transición en sus propiedades, entre los metales fuertemente electropositivos de los grupos 1 y 2, y los metales débilmente electropositivos de los grupos 13 al 16. Los elementos del grupo 3 o del grupo 12, aunque todavía se consideran metales del bloque d, a veces no se consideran metales de transición porque no muestran las propiedades químicas características de los metales de transición en la misma medida, por ejemplo, múltiples estados de oxidación y compuestos coloreados.

Los elementos del bloque d son todos metales y la mayoría posee uno o más electrones d orbitales químicamente activos. Debido a la relativamente pequeña diferencia en la energía de los distintos electrones d orbitales, el número de electrones que participan en el enlace químico puede variar. Los elementos del bloque d tienden a presentar dos o más estados de oxidación, que difieren en múltiplos de uno. Los estados de oxidación más comunes son +2 y +3. El cromo , el hierro , el molibdeno , el rutenio , el tungsteno y el osmio pueden tener números de oxidación formales tan bajos como -4; el iridio ostenta la singular distinción de poder alcanzar un estado de oxidación de +9 , aunque solo en condiciones muy alejadas de lo habitual.

Los orbitales d (cuatro con forma de trébol de cuatro hojas y el quinto con forma de mancuerna rodeada por un anillo) pueden contener hasta cinco pares de electrones.

Algunas fuentes enumeran los elementos del grupo 11 y del grupo 12 con orbitales d completos por separado como elementos del bloque ds. ^{[ 5 ]}

El bloque f, donde la f significa "fundamental" y el número cuántico azimutal es 3, aparece como una nota al pie en una tabla estándar de 18 columnas, pero se ubica en el centro-izquierda de una tabla de 32 columnas de ancho completo, entre los grupos 2 y 3. Los periodos a partir del sexto tienen lugar para catorce elementos del bloque f. Estos elementos generalmente no se consideran parte de ningún grupo . A veces se les llama metales de transición interna porque proporcionan una transición entre el bloque s y el bloque d en la sexta y séptima fila (periodo), de la misma manera que los metales de transición del bloque d proporcionan un puente de transición entre el bloque s y el bloque p en la cuarta y quinta filas.

Los elementos del bloque f se presentan en dos series: desde el lantano hasta el iterbio en el periodo 6, y desde el actinio hasta el nobelio en el periodo 7. Todos son metales. Los electrones del orbital f son menos activos en la química de los elementos del bloque f del periodo 6, aunque sí contribuyen en cierta medida; ^{[ 6 ]} estos son bastante similares entre sí. Son más activos en los primeros elementos del bloque f del periodo 7, donde las energías de las capas 5f, 7s y 6d son bastante similares; en consecuencia, estos elementos tienden a mostrar tanta variabilidad química como sus análogos de metales de transición. Los elementos posteriores del bloque f del periodo 7, desde aproximadamente el curio en adelante, se comportan más como sus contrapartes del periodo 6.

Los elementos del bloque f se caracterizan por tener, en su mayoría, uno o más electrones en un orbital f interno. De estos orbitales, seis tienen seis lóbulos cada uno, y el séptimo tiene forma de mancuerna con una rosquilla de dos anillos. Pueden contener hasta siete pares de electrones; por lo tanto, este bloque ocupa catorce columnas en la tabla periódica. No se les asignan números de grupo, ya que no se pueden discernir tendencias periódicas verticales en un "grupo" de dos elementos.

Las dos filas de 14 elementos del bloque f a veces se confunden con los lantánidos y los actínidos , que son nombres para conjuntos de elementos basados ​​más en propiedades químicas que en configuraciones electrónicas. Estos conjuntos tienen 15 elementos en lugar de 14, y se extienden hasta los primeros miembros del bloque d en sus respectivos periodos: lutecio y lawrencio .

En muchas tablas periódicas, el bloque f se desplaza un elemento a la derecha, de modo que el lantano y el actinio se convierten en elementos del bloque d, y el Ce-Lu y el Th-Lr forman el bloque f dividiendo el bloque d en dos porciones muy desiguales. Esto es un vestigio de las primeras mediciones erróneas de configuraciones electrónicas, en las que se pensaba que la capa 4f se completaba solo en el lutecio. ^{[ 7 ]} De hecho, el iterbio completa la capa 4f, y sobre esta base Lev Landau y Evgeny Lifshitz consideraron en 1948 que el lutecio no puede considerarse correctamente un elemento del bloque f. ^{[ 8 ]} Desde entonces, la evidencia física, química y electrónica ha respaldado abrumadoramente que el bloque f contiene los elementos La–Yb y Ac–No, ^{[ 7 ] [ 9 ]} como se muestra aquí y como lo respaldan los informes de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada que datan de 1988 ^{[ 9 ]} y 2021. ^{[ 10 ]}

Se predice que un bloque g, con número cuántico azimutal 4, comenzará en las proximidades del elemento 121. Aunque no se espera que los orbitales g comiencen a llenarse en el estado fundamental hasta alrededor del elemento 124-126 (véase la tabla periódica extendida ), es probable que ya tengan una energía lo suficientemente baja como para comenzar a participar químicamente en el elemento 121, [ 11 ^{] de forma} similar a la situación de los orbitales 4f y 5f.

Si la tendencia de las filas anteriores continuara, el bloque g tendría dieciocho elementos. Sin embargo, los cálculos predicen una marcada difuminación de la periodicidad en el octavo período, hasta el punto de que los bloques individuales se vuelven difíciles de delimitar. Es probable que el octavo período no siga exactamente la tendencia de las filas anteriores. ^{[ 12 ]}