La taula periòdica s'organitza en files i columnes; les files, que s'anomenen períodes, i les columnes, que es coneixen com a grups. Així, els elements es disposen en ordre creixent de nombre atòmic, que representa la quantitat de protons al nucli de l'àtom.
Aquesta disposició, alhora, reflecteix patrons en les propietats químiques i físiques dels elements, cosa que permet agrupar-los en diferents blocs. D'aquesta manera, la taula no sols proporciona una estructura organitzada, sinó que també facilita la comprensió de les relacions entre els elements.
La taula periòdica es divideix en quatre blocs principals:
- Bloc s
- Bloc p
- Bloc d
- Bloc f
A més, també es pot considerar un bloc addicional que inclou els elements de transició interna, que es troben a les dues files a la part inferior de la taula periòdica.
Tot seguit, analitzarem cadascun d'aquests blocs en detall.
Bloc s
El bloc s està ubicat a la banda esquerra de la taula periòdica i abasta els grups 1 i 2, així com l'hidrogen i l'heli. Els elements d'aquest bloc són aquells que tenen electrons als seus orbitals.
Característiques del bloc s:
- Elements Inclou els metalls alcalins (grup 1), els metalls alcalinoterris (grup 2), l'hidrogen (H) i l'heli (He).
- Configuració electrònica : Els elements del bloc s tenen la seva darrera capa electrònica ocupada per un o dos electrons en un orbital s. Per exemple, el liti (Li) té la configuració electrònica 1s² 2s¹.
- Propietats Els metalls del bloc s són generalment tous, tenen punts de fusió baixos (excepte el liti), i són altament reactius, especialment els metalls alcalins, que reaccionen vigorosament amb l'aigua.
- Ús a la indústria : El sodi i el potassi són exemples de metalls del bloc s que són essencials per a la biologia i la indústria. El sodi s'usa en la fabricació de productes químics i com a conservant, mentre que el potassi és fonamental per al creixement de les plantes.
Bloc p
El bloc p es troba al costat dret de la taula periòdica i inclou els grups 13 a 18. Els elements d'aquest bloc tenen electrons als orbitals p.
Característiques del bloc p:
- Elements : Inclou metalls, no metalls i metal·loides. Exemples són el carboni (C), nitrogen (N), oxigen (O) i els halògens (F, Cl, Br, I), així com els gasos nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn).
- Configuració electrònica : Els elements del bloc p tenen la seva darrera capa electrònica ocupada entre un i sis electrons en un orbital p. Per exemple, l'oxigen (O) té la configuració 1s² 2s² 2p⁴.
- Propietats : Les propietats dels elements del bloc p són molt diverses. Els metalls del bloc p són generalment menys reactius que els metalls del bloc s, mentre que els no-metalls (com l'oxigen i el nitrogen) són essencials per a la vida. Els gasos nobles són inerts i no reaccionen fàcilment amb altres elements.
- Ús a la indústria : Molts elements del bloc p tenen aplicacions industrials significatives. L'oxigen s'utilitza en la respiració i en processos de combustió, el silici és fonamental a l'electrònica i la indústria de semiconductors, i el carboni és un component clau en molts compostos orgànics.
Bloc d
El bloc d se situa al centre de la taula periòdica i inclou els elements de transició, que corresponen als grups 3 a 12. Aquests elements tenen electrons als seus orbitals d.
Característiques del bloc d:
- Elements : Inclou metalls de transició com el ferro (Fe), coure (Cu), níquel (Ni) i or (Au).
- Configuració electrònica : Els elements del bloc d tenen la seva última capa electrònica ocupada per electrons en un orbital d. Per exemple, el ferro té la configuració 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s².
- Propietats Els metalls de transició són coneguts per la seva capacitat de formar compostos amb diversos estats d'oxidació, cosa que els confereix una gran versatilitat en reaccions químiques. A més, solen tenir alta conductivitat elèctrica i tèrmica, així com punts de fusió i ebullició elevats.
- Ús a la indústria : Els metalls de transició són essencials en la fabricació d'aliatges, catalitzadors, i en la producció d'electricitat a través de piles de combustible. Per exemple, el platí s'utilitza com a catalitzador a vehicles per reduir emissions.
Bloc f
El bloc f es troba a la part inferior de la taula periòdica i abasta els lantànids i actínids. Aquests elements tenen electrons a les seves orbitals f.
Característiques del bloc f:
- Elements : Inclou els lantànids (La a Lu) i els actínids (Ac a Lr). Exemples són el neodimi (Nd) i l'urani (U).
- Configuració electrònica : Els elements del bloc f tenen la seva darrera capa electrònica ocupada per electrons en un orbital f. Per exemple, l'urani té la configuració 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 5d⁹ 6p⁴.
- Propietats Els lantànids són coneguts per ser metalls suaus i amb alta conductivitat. Els actínids, d'altra banda, inclouen elements radioactius com l'urani i el plutoni, que són importants a la indústria nuclear.
- Ús a la indústria : Els lantànids s'utilitzen en imants permanents i en la fabricació de certs tipus de làsers. Els actínids, especialment l'urani i el plutoni, són utilitzats com a combustible en reactors nuclears.
Importància dels blocs a la química
La divisió de la taula periòdica en blocs és essencial per entendre la química dels elements. Cada bloc reflecteix les característiques electròniques dels elements, cosa que alhora es relaciona amb les seves propietats químiques.
-
Predicció de propietats En conèixer en quin bloc es troba un element, els químics poden predir el seu comportament en reaccions químiques. Per exemple, els elements del bloc s tendeixen a perdre electrons fàcilment, mentre que els elements del bloc p poden guanyar o compartir electrons.
-
Tendències a la taula periòdica : Les propietats dels elements, com ara el radi atòmic, l'electronegativitat i l'energia d'ionització, mostren tendències al llarg dels períodes i grups. Aquestes tendències són més evidents en considerar els blocs de la taula.
-
Classificació d'elements La divisió en blocs ajuda a classificar els elements en metalls, no metalls i metal·loides, la qual cosa és fonamental per a l'estudi de la química inorgànica.
-
Desenvolupament de nous materials La comprensió de les propietats dels diferents blocs permet als científics desenvolupar nous materials amb característiques específiques. Per exemple, la investigació en materials semiconductors es basa en la química dels elements del bloc p, mentre que la creació d'aliatges metàl·lics es basa en els metalls de transició del bloc d.
Com es pot saber el bloc d'un element?
Determinar el bloc d'un element a la taula periòdica és un procés força senzill si es comprèn l'estructura de la taula i com es distribueixen els electrons als orbitals atòmics. A continuació t'expliquem els passos que cal seguir:
1. Identificar el nombre atòmic
El primer pas és conèixer el número atòmic de l'element, que és el número que es troba a la part superior de cada casella de la taula periòdica. Aquest nombre indica la quantitat de protons al nucli de l'àtom i, per tant, també el nombre d'electrons en un àtom neutre.
2. Observar la configuració electrònica
La configuració electrònica d'un element descriu com es distribueixen els electrons als orbitals. Cada element té una configuració electrònica que es pot deduir a partir de la seva posició a la taula periòdica.
3. Determinar el bloc segons els orbitals
-
Bloc s : Inclou els elements l'últim electró dels quals es troba en un orbital s. Aquests són els elements dels grups 1 i 2, així com l'hidrogen i l'heli. Per exemple, el liti (Li) té la configuració electrònica 1s² 2s¹, la qual cosa indica que pertany al bloc s.
-
Bloc p : Comprèn els elements que tenen el seu darrer electró en un orbital p. Això inclou els grups 13 a 18. Per exemple, l'oxigen (O) té la configuració 1s² 2s² 2p⁴, per la qual cosa pertany al bloc p.
-
Bloc d : Conté els metalls de transició, els electrons dels quals es troben en un orbital d. Això inclou els grups 3 a 12. Un exemple és el ferro (Fe), la configuració del qual és 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s², la qual cosa indica que pertany al bloc d.
-
Bloc f : Es refereix als lantànids i actínids, que tenen el seu darrer electró en un orbital f. Aquests elements es troben a les dues files a la part inferior de la taula periòdica. Per exemple, l'urani (U) té la configuració 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 5d⁹ 6p⁴, indicant que és un element del bloc f.
4. Utilitzar la posició a la taula
Si no teniu la configuració electrònica a mà, també podeu determinar el bloc d'un element observant la vostra posició a la taula periòdica:
- Bloc s : Primeres dues columnes a l'esquerra (grup 1 i 2, més H i He).
- Bloc p : Últimes sis columnes a la dreta (grup 13 a 18).
- Bloc d : Columnes centrals (grup 3 a 12).
- Bloc f : Files separades a la part inferior de la taula (lantànids i actínids).