1ª Energía de Ionización 600 He He Ne 500 400 Kcal / g x m ol Ar Kr H 300 Xe Rn 200 100 La Na Li K Rb Hf Cs 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 nº atóm ico (Z) 51 56 61 66 71 76 81 86 1ª E N E R G ÍA D E ION IZ A C IÓN L a gráfica está repartida po r perío do s po r lo que al term inar cada perío do la línea no une a l sigu ie nte. E n el nú m ero ató m ico 57 deja de ha ber dato s hasta el 72 ya que se trata de las tierras raras y no se dispo ne de lo s dato s necesario s. L a defin ic ió n de E nerg ía de Io niz ac ió n no s d ice que es la energ ía nece saria para extraer un e lectró n a un áto m o en estado funda m e nta l y e n estado gaseo so. X (g) + E I 1 X (g) + + 1 e - L o s e le m e nto s que po sean su capa de va le nc ia term inada e n o rbita le s “s”, tendrán m á s fac ilidad de de jar libre u n e le ctró n y a lo s que su capa de va le nc ia ac a be cerca de l o cteto 2 6 e lectró nico ( “ns np ”) le s co stará m uc ho perder un electró n por lo que la e nerg ía de io nizac ió n es m a yo r a m ed ida que ava nzas e n lo s perío do s y cada vez que ca m bia s de perío do la grá fica pega un sa lto hasta energ ía s m uy ba jas. P o r eso en teo ría la e nerg ía de io nizac ió n debe au m e ntar en la tabla perió d ica hac ia arriba y hac ia la derec ha, pero po dem o s co m pro bar que la grá fica no es crecie nte en u n m ism o perío do , sino que ha y ca so s en que un e le m e nto co n m a yo r nú m ero ató m ico que otro tie ne u na energ ía de io niz ac ió n m e no r y de bería ser a l revés. T o m e m o s co m o eje m p lo de esto el B e (B erilio ) y e l B (B o ro ), segú n la de fin ic ió n e l B debe de tener m a yo r e nergía de io nizac ió n que e l B e ya que esta en e l m is m o perío do y fa m ilia m ás a la derecha, pero si no s fija m o s en la tabla es a l re vés, la gráfic a que en teoría t ie ne que ser crec ie nte su fre un decrec im ie nto. E sto s caso s se dan a lo largo de to da la grá fica po r lo que po dem o s co nsiderar que la energ ía de io niza c ió n no es tan regular co m o debería U na po sible e xp licac ió n es que e n la m a yo ría de lo s caso s se trata de un paso a o rbita les “p”, bie n desde o rbita les “s” o “d”. E n e l caso de l paso de o rbita les s a o rbita le s p (del berilio a l bo ro , y de l m ag ne sio a l a lu m in io ) a l tener esto s o rbita le s e l m is m o nú m ero cuánt ico n, y po r tanto la d istanc ia de lo s e lectro nes a l núc leo es parec ida, se puede pro ducir una repu lsió n e ntre lo s m ism o s e lectro nes, lo cual d ism inu ye le ve m e nte la energ ía de io niza c ió n de l áto m o . (en la grá fica se o bserva un peque ño descenso para después seguir asce nd ie ndo ) T a b la de da tos Z E .I. Z E .I. E le m e n to H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P Si Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr K ca l/(g . M o l) 313 567 124 215 191 260 336 314 402 497 119 176 138 186 254 239 300 363 100 141 151 158 156 156 171 182 181 176 178 216 138 187 231 225 273 323 E le m e n to Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn K ca l/(g . M o l) 96 131 152 160 156 166 167 173 176 192 175 207 133 169 199 208 241 280 90 120 129 127 138 184 182 201 212 207 213 241 141 171 185 246 E n ro jo están m arcado s lo s e le m e nto s que co m ie nza n y term ina n cada perio do Radio Covalente 250 Cs Rb K 200 Picóm etros (pm ) La Na 150 Hf Xe Li Kr He 100 Ar Ne 50 H 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 Nº Atóm ico (Z) 51 56 61 66 71 76 81 R A D IO C OV A L E N T E D ado que no s basa m o s en u n m o de lo pro ba bilístico de l áto m o (el m o de lo m eca no cuánt ico ) no po dem o s dar una c ifra totalm e nte exacta de l va lo r de l rad io co va le nte de lo s e le m e nto s, porque según e l princ ip io de inc ertidum bre de l fís ico ale m á n W erner H e ise nberg, no po dem o s determ inar sim u ltá nea m ente c ierto s pares de m ag nitudes fís icas co m o la po sic ió n y la ve lo c idad (de l e le ctró n en nue stro caso) co n un grado de exactitud total. C uanto m a yo r sea la e xact itud en la m ed ida de una de las do s m a g nitudes de l par, m e no r será la e xact itud en la m ed ida de la o tra m ag nitud. E s decir, que si no tene m o s una prec isió n total de l lugar que o cupan lo s e lectro nes e n e l espa c io , no se po drá determ inar u n va lo r exacto del rad io co va le nte de lo s áto m o s. Por ello se usa n u no s va lo res apro xim ado s, que a l fin y a l ca bo se apro xim a n m uc ho al va lo r rea l. E l princ ip io de incertidu m bre po ne de m a nifie sto que existe una lim itac ió n e n nuestro grado de co no cim ie nto del m u ndo que no s ro dea: nada puede co no cerse co n total e xact itud. E n un m eta l, e l rad io co va le nte se define co m o la m itad de la d istanc ia e ntre lo s centro s de do s áto m o s ad yac e ntes. P ara e le m e nto s no m etá lico s, e l rad io co va le nte se define co m o la m itad de la d istanc ia e ntre lo s áto m o s den la m o lécu la. S egún la grá fica se puede aprec iar que a lo largo de un perio do, el rad io co va le nte d ism inu ye. E sto es debido a que a m a yo r nú m ero ató m ico , la carga nuc le ar de lo s proto nes au m e nta, co n el co nsigu ie nte au m e nto de la fuerz a e léctrica que e jerce e l núc leo so bre lo s e lectro nes. E ste aum e nto de la fuerza e léctrica es la cau sa de que lo s e lectro nes estén m á s atraído s a l nú c leo y e l rad io co va le nte dism inu ye. D escend ie ndo en un m ism o grupo , se aprecia un au m e nto en e l rad io co va le nte. E sto es debido a que lo s e lectro nes se agregan fo rm a ndo o rbita le s m á s externo s. Po r eje m p lo , en e l caso del so d io (N a) el ú lt im o o rbita l es e l 3 s. E l sigu ie nte en e l grupo (K ) agrega sus ú lt im o s e lectro nes e n e l o rbita l 4s. E so im p lic a que e l áto m o de potasio tenga un rad io co va le nte m a yo r que e l de so d io . T a bla de da tos Z E le m e n to H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P Si Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr p m =10 -1 2 pm 32 93 1 2 2 ,7 90 82 77 75 73 72 71 154 136 118 111 106 102 99 98 203 174 144 132 132 118 117 117 116 116 117 125 126 122 120 116 114 112 m Z E le m e n to Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn p m =10 –12 m pm 216 191 162 145 134 130 127 125 125 128 134 148 144 141 140 136 133 131 235 198 169 144 144 130 128 126 127 130 134 149 148 147 146 146 E n ro jo están m arcado s lo s e le m e nto s que co m ie nza n y term ina n cada perio do Tª de fusión y de ebullición Fusión Ebullición 6500 5500 3500 2500 1500 500 Nº atóm ico (Z) 71 69 67 65 63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 -500 1 Tem peratura (ºC) 4500 T ª D E F U S IÓN Y E B U L L IC IÓN So n pro piedades característ ica s (d ist intas en cada e le m e nto ) de lo s e le m e nto s, las tem peraturas a la s que lo s d iverso s e le m e nto s cam b ia n de estado . D e só lido a líqu ido (fu sió n) y de líqu ido a gas (ebu llic ió n). E n eso s instantes la geo m etría de las m o lécu la s o crista le s ca m bia, sie ndo d ist inta depend ie ndo de lo s d iferentes estado s. V ie ndo la tabla no se pueden sacar una s co nc lu sio nes tan c laras co m o en e l caso de la e lectro negatividad o el rad io co va le nte, pero por lo general se cu m p le n las sigu ie ntes pautas: 1. L as te m peraturas de fusió n y e bu llic ió n au m e ntan en e l caso de lo s e le m e nto s co n carácter m etá lico , debido a que lo s enlace s m etá lico s exige n m uc ha m ás e nerg ía para ca m biarle s de estado . D entro de esto s las te m peraturas so n m ás e le vada s en lo s e le m e nto s de transic ió n (m eta le s pesado s), debido a que cuanto s m á s e lectro nes tenga n en su ú lt im a capa, m ás fuertes so n lo s enlace s m etá lico s que fo rm ará n. E n ca m bio lo s e le m e nto s que tie nde n a crear enlace s co va le ntes tie ne n punto s de fusió n y e bu llic ió n m u y ba jo s, po r eso m uc ho s de e llo s a tem p eratura am bie nte so n gases. Po r eje m p lo hidró geno , clo ro , nitró geno ...U na excepc ió n sería n la s redes co va le ntes o crista les ató m ico s. Po r su parte, lo s e le m e nto s co n m á s ba jas te m peraturas de fu sió n y e bu llic ió n so n lo s gases no bles (po rque no fo rm a n e nlac es), lle ga ndo esto s a ro zar lo s lím ite s de l cero abso luto de tem peratura. 1. D entro de ele m e nto s de la m is m a co lu m na las d ife renc ias no so n excesiva m e nte grandes, po r lo que se po dría sacar la co nc lusió n de que estas pro piedades no depende n de l nive l e nergét ico de la ú lt im a capa de e lectro nes, sino del nú m ero de electro nes que se encue ntra en esa ú lt im a capa. E sto o curre en a lgu na s co lu m na s (co m o la de lo s a lca lino s), m ie ntras que en otras sí que se pro duce un ca m bio co nsidera ble e ntre lo s d ist into s ele m e nto s (co m o la de lo s nitro geno ide s y ha ló ge no s). E n e l caso de lo s no m eta le s existe n d ifere nc ia s entre lo s e le m e nto s de una m ism a co lu m na po rque el carácter m etá lico de esto s es dist into (el B ism uto puede ser co nsid erado co m o un m eta l m ie ntras que el N itró geno es to do lo co ntrario ). E le m en tos con valo re s e xtrem o s: T e m peraturas m á s a ltas 1- H 2- C 3- S i 4- V 5- M o 6- W T e m peraturas m á s ba jas He Ne Ar Kr Xe Rn C o m pro ba m o s que exc epto en lo s do s prim ero s nive les (e n e l prim ero e l H so lo está ju nto a l H e y po r eso es el de m a yo r tem peratura y e l C es la e xcepc ió n de ntro de lo s no -m eta le s debido a que no fo rm a enla ce co va le nte co nsigo m is m o ), en e l resto to do s lo s e le m e nto s co n m a yo res tem p eraturas so n m eta le s (e l S ilic io puede ser co nsiderado se m i m eta l). E n la otra co lu m na de va lo res e xtrem o s, se sitúan to do s lo s gases no ble s. C urio sa m e nte, en to do s lo s nive les so n lo s e le m e nto s de m ás ba ja tem p eratura de fusió n y e bu llic ió n. ELECTRONEGATIVIDAD 5 F 4 Cl 3 Pauling Br I At H 2 Hf Li 1 Ac La Na Rb K Fr Cs Nº Atómico (Z) 88 85 82 79 76 73 70 67 64 61 58 55 52 49 46 43 40 37 34 31 28 25 22 19 16 13 10 7 4 1 0 E L E C T R ON E G A T IV ID A D E n esta gráfica de e le ctro negatividad se exc lu ye n las t ierras raras po rque no d ispo ne m o s de dato s. S e ve en la grá fic a có m o lo s e le m e nto s que tie ne n la 1 co nfigurac ió n e le ctró nica ns so n lo s m e no s e lectro negativo s; po r el co ntrario lo s 2 5 que tie ne n la co nfigurac ió n e lectró nica ns np so n lo s que m á s e lectro negatividad tie ne n. A partir de l n= 4 hasta e l n= 6 do nde se encuadra n to do s lo s e le m e nto s de transic ió n, se ve có m o la grá fica no fo rm a u na línea recta co m o pasa en lo s n= 1,2,7 en lo s que se ve có m o lo s va lo res va n au m e ntando pro gresiva m e nte. L a e le ctro negatividad e s una m ed ida re lat iva de la fuerza de atracció n que un áto m o e jerce so bre la/s pare ja/s de e lectro nes que co m parten co n otro áto m o . H a y varias esc a las para va lo re s de las e lectro negativ idade s de lo s e le m e nto s, po r e je m p lo la esca la de M u llike n, la esca la de P au ling, y o tras. L a m á s usada es la de P au ling, en la cua l no s he m o s basado . E sta esca la va de 0 a 4, en la cuá l e l e le m e nto m á s e lectro negativo es e l flúo r, y e l m e no s e lectro negativo el fra nc io . E n un m is m o perio do la e lectro negatividad au m e nta (de izqu ierda a derecha). E sto es debido a que a l agregar electro nes e n e l ú ltim o o rbita l, lo que estam o s hac ie ndo es po sibilitar a l áto m o que co m p lete su o cteto electró nico , el cua l le co nfiere estabilidad. C uanto m ás cerca esté de co m p letar el o cteto, m ás e lectro negativo será. D esce nd ie ndo en un m ism o grupo , la e lectro negativ idad d ism inu ye, de bido a su m a yo r vo lu m e n ató m ico , lo que im p lic a m e no r atracc ió n de lo s e lectro nes por parte de l núc leo , y m a yo r repu lsió n de lo s e lectro nes entre sí. S e puede decir que la e lectro negat ividad va aum e nta ndo en lo s perio do s hac ia la derec ha y e n lo s grupo s hac ia arriba S e ve co m o lo s e le m e nto s deno m inado s o lla m ado s triad as co m o so n Fe, Co , N i no tie ne n la m ism a e lectro negatividad a l igua l que R u, R h, P d y O s, Ir, Pt. T a b la de da tos Z E le m e n to H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P Si Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr E lectro negat ivid ad Z S e g ú n P a u lin g 2 ,1 E le m e n to Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac 1 1 ,5 2 2 ,5 3 3 ,5 4 0 ,9 1 ,2 1 ,5 1 ,8 2 ,1 2 ,5 3 0 ,8 1 1 ,3 1 ,5 1 ,6 1 ,6 1 ,5 1 ,8 1 ,8 1 ,8 1 ,9 1 ,6 1 ,6 1 ,8 2 2 ,4 2 ,8 0 ,8 1 E lectro negatividad S e g ú n P a u lin g 1 ,3 1 ,4 1 ,6 1 ,8 1 ,9 2 ,2 2 ,2 2 ,2 1 ,9 1 ,7 1 ,7 1 ,8 1 ,9 2 ,1 2 ,5 0 ,7 0 ,9 1 ,1 1 ,3 1 ,5 1 ,7 1 ,9 2 ,2 2 ,2 2 ,2 2 ,4 1 ,9 1 ,8 1 ,8 1 ,9 2 2 ,2 0 ,7 0 ,9 1 ,1 E n ro jo están m arcado s lo s e le m e nto s que co m ie nza n y term ina n cada perio do