Documento 92109

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
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P
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K
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Sc
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V
Cr
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Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
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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
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Al
Si
P
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K
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Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
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Ga
Ge
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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
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Hf
Ta
W
Re
Os
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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
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K
Ca
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V
Cr
Mn
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Co
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Ga
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E lectro negat ivid ad
Z
S e g ú n P a u lin g
2 ,1
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Y
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Pt
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Fr
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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