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Grupo 3 de la tabla periódica

Características del grupo 3 de la tabla periódica

  • En el sistema CAS norteamericano, el grupo 3 de la tabla periódica se denomina «grupo IIIB».
  • En el antiguo sistema IUPAC utilizado en Europa, su denominación es «grupo IIIA».
  • Este grupo contiene los elementos químicos de la 3ª columna de la tabla periódica de los elementos.
  • Todos los elementos del grupo 3 forman parte del bloque d de la tabla periódica.

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El grupo 3 de la tabla periódica: las numeraciones CAS e IUPAC, los períodos y los elementos químicos.

Posición de cada elemento en la tabla periódica

En la siguiente tabla, Z representa el número atómico del elemento. 

PeríodoElemento químicoSímbolo químicoFamilia de elementosZConfiguración electrónica
4EscandioScMetal de transición21[Ar] 4s2 3d1
5ItrioYMetal de transición39[Kr] 5s2 4d1
6LutecioLuLantánido71[Xe] 6s2 4f14 5d1
7LawrencioLrActínido103[Rn] 7s2 5f14 7p1 ( * )

En cuanto a la configuración electrónica, el lawrencio 103Lr no respeta la regla de Klechkowski.

Aunque el principio del diseño de la tabla ha seguido siendo el mismo, ha experimentado diversos reajustes. Así, en 2011, Pekka Pyykkö propuso una tabla periódica extendida. En 2015, la IUPAC creó un grupo de trabajo específico para resolver la cuestión. Su actualización del 28 de noviembre de 2016 dio la forma estándar que conocemos hoy.

groupe-du-tableau-periodique-01

Así, la tabla periódica se presenta de la siguiente manera:

 12 3456789101112131415161718
1H  He
2LiBe BCNOFNe
3NaMg AlSiPSClAr
4KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHfTlPbBiPoAtRn
7FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
8119120 

Todos los elementos del grupo 3 forman parte del bloque d de la tabla periódica.

groupe-du-tableau-periodique-02

Definición histórica

Los dos metales de transición de este grupo siguen siendo el escandio y el itrio. Sin embargo, los químicos no están de acuerdo sobre la naturaleza del lantánido y del actínido. Por lo tanto, la representación tradicional clasifica el actinio y el lantano en el grupo 3. Así, el elemento se ubica en el 8º período. Siguiendo la recomendación de la IUPAC en 1988, el lawrencio y el lutecio también se colocan en el 3er grupo.

Así, la posición de cada elemento en la tabla periódica se presenta de la siguiente manera:

PeríodoElemento químicoZFamilia de elementosConfiguración electrónica
4Sc Escandio21Metal de transición[Ar] 4s2 3d1
5Y Itrio39Metal de transición[Kr] 5s2 4d1
6La Lantano57Lantánido[Xe] 6s2 4f14 5d1
7Ac Actinio89Actínido[Rn] 7s2 6d1
8Ubu Unbiunio121Elemento hipotético[Og] 8s2 8p1

El lantano 57La, el actinio 89Ac, así como el elemento 121 no siguen la regla de Klechkowski.

Esta regla permite predecir el orden de llenado de los electrones en las subcapas de los átomos eléctricamente neutros, en el estado fundamental. En este caso, la tabla periódica tiene la forma:

 123 456789101112131415161718
1H  He
2LiBe  BCNOFNe
3NaMg  AlSiPSClAr
4KCaSc TiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrY ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHfTlPbBiPoAtRn
7FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
8119120121 

Esta representación tradicional afecta también a la composición del bloque d de la tabla periódica. Efectivamente, el lantánido y el actínido que se encuentran allí ya no son el lutecio y el lawrencio, sino el lantano y el actinio. Esta tabla se diferencia también de la tabla periódica extendida propuesta por Pekka Pyykkö en 2011. Según esta tabla, es el elemento 141 el que se coloca debajo del actinio, en lugar del elemento 121.

Posición de la IUPAC

En 2015, la IUPAC formó un grupo de trabajo específico. El objetivo del grupo consistía en colocar el lawrencio y el lutecio en el grupo 3. En enero de 2021, este grupo de trabajo formuló tres principios generales:

  • El rango de todos los elementos debe seguir el orden creciente de su número atómico.
  • El bloque d no debe estar repartido en “dos partes muy desiguales”.
  • Cada bloque debe tener 2, 6, 10 y 14 elementos de anchura según los principios de la mecánica cuántica en la base de la tabla periódica.

La delimitación de los bloques y la asignación de las configuraciones electrónicas se consideran aproximadas, siendo el torio particularmente notable. Para satisfacer estos tres principios, el lutecio y el lawrencio deben colocarse en el grupo 3. En efecto, la disposición histórica que clasifica el lantano y el actinio en el grupo 3 infringe el segundo principio. La disposición que coloca los 15 lantánidos y actínidos juntos, bajo la misma tabla, no cumple con el tercer principio de anchura de bloque. Por lo tanto, el lutecio y el lawrencio se colocan en el grupo 3 de la tabla periódica de los elementos.

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