Unidad IV Relaciones periódicas entre los elementos

25/02/2010
Unidad IV
Relaciones
periódicas entre los
elementos
Prof.
Prof Mayra García
PUCMM
Dpto. Ciencias Básicas
Subnivel externo que se llena con electrones
1
ns2np6
ns2np4
ns2np3
ns2np2
ns2np1
d10
d5
d1
ns2
ns1
Configuraciones electrónicas de los elementos en el
estado fundamental
ns2np5
25/02/2010
4f
5f
Configuraciones electrónicas de cationes y aniones
de elementos representativos
Na [Ne]3s1
Na+ [Ne]
Ca [Ar]4s2
Ca2+ [Ar]
Al [Ne]3s23p1
Al3+ [Ne]
Los átomos g
ganan
electrones para que el
anión tenga una
configuración
electrónica externa de
un gas noble.
Los átomos pierden
electrones para que el catión
tenga la configuración
electrónica externa de un gas
noble.
H 1s1
H- 1s2 or [He]
F 1s22s22p5
F- 1s22s22p6 o [Ne]
O 1s22s22p4
O2- 1s22s22p6 o [Ne]
N 1s22s22p3
N3- 1s22s22p6 o [Ne]
2
25/02/2010
-1
-2
-3
+3
+2
+1
Cationes y aniones de elementos representativos
Na+: [Ne]
Mg2+: [Ne]
Al3+: [Ne]
F-: 1s22s22p6 ó [Ne]
O2-: 1s22s22p6 ó [Ne]
N3-: 1s22s22p6 ó [Ne]
Todos isoelectrónicos con Ne
¿Qué átomo neutral es isoelectrónico con H- ?
3
25/02/2010
Configuración electrónica de cationes de metales
de transición
Cuando un catión se forma de un átomo de un metal de
transición, los electrones que siempre se pierden primero son
los del orbital ns y después los de los orbitales (n
(n–1)d.
1)d
Fe:
[Ar]4s23d6
Mn:
Fe2+: [Ar]4s03d6 o [Ar]3d6
[Ar]4s23d5
Mn2+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5
Fe3+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5
Carga nuclear efectiva (Zefec) es la “carga positiva”
protegida por el electrón.
Zefec = Z - 
0<<Z
( = constante pantalla)
Para átomos con 3 o mas electrones, los electrones de un
determinado nivel están apantallados por los e- de los niveles
internos (los mas cercanos al núcleo) Ej: Li 1s2 2s1
4
25/02/2010
RADIO ATÓMICO
“mitad de la distancia
entre los núcleos de
dos átomos metálicos
adyacentes
adyacentes”
Elementos del 2do período
IA
IIA ..............................VIIA
Li
Be
F
Z
3
4
9

2
2
2
Zefec
+1
+2
+7
Li- 1s22s1
Be-1s22s2
F-1s22s22p5
5
25/02/2010
Aumento del radio atómico
RADIO IÓNICO
“radio de un catión o de un anión”
Efecto de la reacción
sobre el tamaño
6
25/02/2010
El catión siempre
p es más p
pequeño
q
que el
q
átomo del cual se forma.
El anión siempre es más grande que el
átomo del cual se forma.
Radio iónico
7
25/02/2010
La energía de ionización es la energía mínima (kJ/mol)
necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado
gaseoso, en su estado fundamental.
I1 + X (g)
X+(g) + e-
I1 primera energía de ionización
I2 + X+ (g)
X2+(g) + e-
I2 segunda energía de ionización
I3 + X2+ (g)
X3+(g) + e-
I3 tercera energía de ionización
I1 < I2 < I3
Variación de la primera energía de ionización
con el número atómico
Prime
era energía de ionizac
ción
(kJ/mol)
Lleno nivel n=1
Lleno nivel n=2
Lleno nivel n=3
Lleno nivel n=4
Lleno nivel n=5
Número atómico Z
8
25/02/2010
Aumentto de la primera energía de ionización
Tendencia general de la primera energía de ionización
Aumento de la primera energía de ionización
Afinidad electrónica es el cambio de energía que ocurre
cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón
para formar un anión.
La afinidad electrónica es positiva si
la reacción es exotérmica y negativa
si la reacción es endotérmica
X (g) + e-
X-(g)
F (g) + e-
F-(g)
H = -328 kJ/mol
AE = +328 kJ/mol
O (g) + e-
O-(g)
H = -141 kJ/mol
AE = +141 kJ/mol
Un valor grande positivo de
afinidad electrónica significa
que el ión negativo es muy
estable, por lo que el átomo
tiene una gran tendencia a
aceptar un electrón
9
25/02/2010
Afinidad electrónica
(kJ/mol)
Afinidad electrónica contra número atómico
Número atómico Z
Revisión de las tendencias generales
de las propiedades químicas.
 Elementos de un mismo g
grupo
p tienen comportamiento
p
químico semejante debido a su configuración externa
semejante
 El 1er miembro de cada grupo (elementos del 2do período
LiF) difieren del resto de los elementos, la diferencia
puede atribuirse a su tamaño mas pequeño
 Otra tendencia en el comportamiento químico son las
relaciones diagonales
10
25/02/2010
RELACIONES DIAGONALES EN LA TABLA
PERIÓDICA
 La comparación de propiedades de elementos de
un mismo grupo solo es válida si los elementos son
todos metales o no metales

 En los grupos IIIA a VIA los elementos cambian
de metales a no metales y metaloides, por lo que es
de esperar
p
una g
gran variación de las p
propiedades
p
químicas
11