TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS. “PARTE 2” 1.5 TENDENCIAS PERIÓDICAS. Son las propiedades de los elementos que exhiben un cambio gradual en función del número atómico. Se llaman periódicas porque se repiten en la tabla periódica. Esto ocurre debido a que los elementos coinciden en la configuración electrónica en el último nivel. Estas tendencias ayudan a comprender las propiedades químicas de los elementos. Antes de iniciar con las tendencias periódicas es relevante hablar brevemente de la Carga Nuclear Efectiva (Z*) y el efecto de apantallamiento (σ). Recordemos que en un átomo, el núcleo contiene los protones (carga positiva) y en la periferia del mismo se encuentran los electrones con carga negativa. Los protones y electrones se atraen entre sí por tener cargas opuestas. Si nos imaginamos al electrón del último nivel de energía, éste si estuviera solo, sería atraído por las cargas positivas del núcleo. Pero esto no ocurre, éste electrón está protegido por una pantalla de protección, que son los electrones de los niveles más bajos, a esto se le conoce como APANTALLAMIENTO, que evita esta atracción. RADIO ATÓMICO o TAMAÑO ATÓMICO Considerando los átomos como contornos esféricos, el radio atómico es un término de referencia. Se interpreta como el radio de una esfera dentro de la cual se encuentra la máxima probabilidad de encontrar los electrones de un átomo. El radio atómico es la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia. Por medio del radio atómico es posible determinarse el tamaño del átomo. Se define como: “la mitad de la distancia de dos átomos iguales que están enlazados entre sí”. Numerosas propiedades físicas incluidas la densidad, temperaturas de fusión y ebullición están relacionadas con el tamaño de los átomos, pero el tamaño es muy difícil de definir. 1 Figura 1.5.1. Radio atómico En un grupo, el volumen atómico aumenta al aumentar Z, pues aumenta el número de niveles de energía. En un periodo, el volumen atómico disminuye al aumentar el Z; ya que, para el mismo número de niveles aumenta la carga eléctrica del núcleo y de la corteza y por tanto, la fuerza de atracción. Figura 1.5.1. Tendencia del radio atómico RADIO IÓNICO O TAMAÑO IÓNICO Es el radio que tiene un átomo cuando ha perdido o ganado electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas noble más cercano. Los cationes son menores que los átomos neutros por la mayor carga nuclear efectiva (menor apantallamiento o repulsión electrónica). Cuanto mayor sea la carga, menor será el ion; así, en un mismo periodo, los metales alcalinotérreos serán menores que los alcalinos correspondientes, dado que en ambos casos existe el mismo apantallamiento, mientras que los alcalinotérreos superan en una unidad la carga nuclear de los alcalinos. Los aniones son mayores que los átomos neutros por la disminución de la carga nuclear efectiva (mayor apantallamiento o repulsión electrónica). Cuanto mayor sea la carga, mayor será el Ion; así, en un mismo periodo, los anfígenos serán mayores que los halógenos 2 correspondientes, dado que en ambos casos existe el mismo apantallamiento, mientras que los halógenos superan en una unidad la carga nuclear de los anfígenos. En general, entre los iones con igual número de electrones (isoelectrónicos) tiene mayor radio el de menor número atómico, pues la fuerza atractiva del núcleo es menor al ser menor su carga. Tabla 1.5.1. Radio iónico POTENCIAL O ENERGÍA DEIONIZACIÓN La energía de ionización (EI) es la energía mínima (en kJ/mol) necesaria para remover un electrón de un átomo en estado gaseoso, en su estado fundamental. En otras palabras, la energía de ionización es la cantidad de energía en kilojoules necesaria para desprender unamol de electrones de 1 mol de átomos en estado gaseoso. X(g) + E→ X(g)+ + 1eEn un grupo la energía de ionización disminuye al descender. En un período, la energía de ionización aumenta hacia la derecha. En un grupo, la energía de ionización disminuye al aumentar el Z; pues al aumentar el número de niveles de energía, los electrones más externos están menos atraídos por el núcleo y, por lo tanto, es menor la energía necesaria para separarlos. En un periodo, aumenta al aumentar el número atómico; pues para la misma capa, a mayor Z más atraídos por el núcleo estarán los electrones. Figura 1.5.2. Tendencia del potencial de ionización 3 AFINIDAD ELECTRÓNICA O ELECTROAFINIDAD El cambio de energía que ocurre cuando se agrega un electrón a un átomo gaseoso se denomina afinidad electrónica, porque mide la atracción, o afinidad, del átomo por el electrón añadido. En casi todos los casos, se libera energía cuando se agrega un electrón. X(g) + 1e → E1 + X -(g) Si al ganar un electrón se desprende energía, la afinidad electrónica es positiva, y el ion formado es estable. Si por el contrario se absorbe energía, la afinidad electrónica es negativa y el ion formado es inestable. Los elementos con alta energía de ionización tendrán gran tendencia a ganar electrones: tendrán afinidades electrónicas positivas. Los elementos con baja energía de ionización tendrán poca tendencia a ganar electrones: tendrán afinidades electrónicas negativas. Por ello, la afinidad electrónica varía en la tabla periódica exactamente igual que el potencial de ionización. Figura 1.5.3. Tendencia del potencial de ionización ELECTRONEGATIVIDAD. En 1931, Pauling definió la electronegatividad como la tendencia de un átomo a atraer sobre sí los electrones cuando se combina con otro formando un compuesto químico. Está íntimamente relacionada con la energía de ionización y con la afinidad electrónica. 4 Figura 1.5.4. Tendencia de la electronegatividad Figura 1.5.5. Tabla de electronegatividades BIBLIOGRAFÍA: • • • • Brown, T. L., LeMay Jr, H. E., Bursten, B. E., & Burdge, J. R. (2014). Química: La ciencia central. Decimosegunda edición. Pearson educación. Burns, R. A. (2011). Fundamentos de química. Quinta edición. Pearson Educación. México. Chang, R. (2010). Química. Décima edición. E editorial Mc Graw Hill. México. Atkins, P. W., & Jones, L. (2006). Principios de química: los caminos del descubrimiento. Ed. Médica Panamericana. 5
