Profundizando en el área de la química (página 13)

PROPIEDADES PERIODICAS

 LEY PERIÓDICA

Esta ley es la base de la tabla periódica y establece que las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden a repetirse de forma sistemática conforme aumenta el número atómico.

PROPIEDADES PERIÓDICAS

     Son las características de los elementos que se pueden predecir tomando en cuenta su posición en la tabla periódica, las cuales se ajustan a la ley periódica.

A. RADIO ATOMICO:

     Al aumentar el número atómico, Z, muchas de las propiedades fisicoquímicas de los elementos varían de forma periódica. Una de ellas es el radio atómico, que se obtiene a partir de las longitudes de los enlaces entre los átomos y mide la mitad de la distancia entre los centros de dos átomos que forman un enlace o la distancia entre el núcleo y la capa de valencia. Permite determinar el tamaño del átomo. En un mismo grupo (columna), el radio atómico aumenta al aumentar Z, y en un mismo periodo (fila), disminuye a medida que aumenta el número atómico. Se mide en Angstrom (1 Aº= 10-8 cm).

El tamaño del radio atómico depende:

     -  De la carga del núcleo y del nº de niveles

     -  Del efecto de protección o pantalla producto de la carga nuclear efectiva

Carga nuclear efectiva:

     Se da cuando los e- de las capas internas, bloquean a los e- de valencia y la atracción del núcleo. A mayor carga nuclear menor radio debido a la fuerza de atracción.

                          Carga nuclear efectiva= Nº p+ – Nº e- internos

Por ejemplo para el Oxígeno y para el Flúor

B. RADIO IONICO:

     Es la distancia entre le núcleo y la capa de valencia de un átomo cuando ha perdido o ganado e-. Es el radio de un ion.

-          El radio iónico disminuye en un periodo de izquierda a derecha y aumenta en el grupo de arriba hacia abajo.

-          A  mayor número de e- mayor repulsión y aumenta el volumen o tamaño del átomo.

C. ENERGÍA DE IONIZACION:

     Es la cantidad de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente unido de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental (estado energético más bajo). La entidad en que se transforma el átomo al perder un electrón es un ion gaseoso mono positivo.

Esta definición corresponde a la primera energía de ionización. Se denomina segunda energía de ionización a la que se necesita para extraer de un ion gaseoso mono positivo el electrón menos fuertemente unido. Las sucesivas energías de ionización se definen de manera semejante. La segunda es mayor a la primera debido a que ha sido eliminado 1 e- a un catión estando más ligado al núcleo que los externos.

Estas energías se determinan por interpretación de los espectros de emisión o de absorción, y a través de experiencias directas en las que se mide la variación de energía que tiene lugar en el proceso:

        M (g) → M+ (g) + e- donde M representa un átomo de cualquier elemento.

      Dentro de cada periodo, los metales alcalinos tienen la mínima energía de ionización, y los gases nobles la máxima. Dentro de cada grupo, la energía de ionización disminuye a medida que aumenta el tamaño de los átomos, es decir, al descender en el grupo.

-          La energía de ionización aumenta en un periodo, conforme aumenta Z y disminuye en un grupo al aumentar el Z.

  Al aumentar el radio atómico en un grupo,  los e- de la capa de valencia se alejan del núcleo, por lo que disminuye la atracción que ejerce el núcleo sobre esos e-.

Energía de ionización y número atómico

      Esta gráfica muestra la variación de la primera energía de ionización con el número atómico. Se trata de una variación periódica: en cada grupo, la energía de ionización disminuye al aumentar el número atómico, y en cada periodo, los metales alcalinos son los que tienen la mínima energía de ionización y los gases nobles la máxima.

D. AFINIDAD ELECTRÓNICA:

     Es la cantidad de energía que se libera cuando un átomo neutro gaseoso en su estado energético más bajo (estado fundamental) capta un electrón y se transforma en un ion negativo también gaseoso.

donde X representa un átomo de cualquier elemento.

     Es la capacidad que presenta un átomo para aceptar un e- en su capa de valencia, adquiriendo una carga negativa. La adición de un electrón a la capa de valencia de un átomo gaseoso en su estado fundamental es un proceso en el que se desprende energía. La afinidad electrónica o electroafinidad de un átomo es una medida de esta energía.

      En general, la afinidad electrónica disminuye al aumentar el radio atómico. Los halógenos son los elementos químicos con afinidades electrónicas más elevadas. En un mismo grupo, la afinidad electrónica aumenta de abajo hacia arriba, se explica porque al bajar en un grupo los e- están mas alejados del núcleo. En un periodo aumenta de izquierda a derecha por que los e- que llegan deben vencer la fuerza de repulsión de los e- externos, al haber más e- mayor repulsión y mas difícil su adicción.

     La adición de un segundo electrón a un ion mono negativo debe vencer la repulsión electrostática de éste y requiere un suministro de energía.

     A diferencia de la energía de ionización, que se puede determinar directamente, la afinidad electrónica se calcula casi siempre por vía indirecta.

E. ELECTRONEGATIVIDAD (Linus Pauling en 1932):

     Es la capacidad o fuerza de un átomo de un elemento de atraer hacia sí los electrones compartidos de su enlace covalente con un átomo de otro elemento.

     Los valores de la electronegatividad de los elementos representativos aumentan de izquierda a derecha en la tabla periódica, a medida que aumenta el número de electrones de valencia y disminuye el tamaño de los átomos. El flúor, de afinidad electrónica muy elevada, y cuyos átomos son pequeños, es el elemento más electronegativo y, en consecuencia, atrae a los electrones muy fuertemente.

     Dentro de un grupo, la electronegatividad disminuye, generalmente, al aumentar el número y el radio atómicos. El cesio, el elemento representativo de mayor tamaño y de menor energía de ionización, es el menos electronegativo de estos elementos.

-          A mayor afinidad electrónica mayor electronegatividad.

     Un átomo electronegativo tiende a tener una carga parcial negativa en un enlace covalente, o a formar un ion negativo por ganancia de electrones.

     Dos átomos con electronegatividades muy diferentes forman un enlace iónico. Pares de átomos con diferencias pequeñas de electronegatividad forman enlaces covalentes polares con la carga negativa en el átomo de mayor electronegatividad.

    Según su electronegatividad los elementos pueden ser:

-          Electronegativos: Tienden a ganar e- como los no metales.

-          Electropositivos: Tienden a perder e- como los metales.

Fórmula de Mulliken (1934):

                    Electronegatividad: P.I + A.E/ 125      

 P.I= Potencial de ionización              A.E= Afinidad electrónica

Nota:

        – Pauling asigna un valor arbitrario para el F de 4 y todos los demás valores son menores a este.

TABLA DE VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD

E. CARÁCTER METALICO:

     Corresponde a la tendencia de los elementos a formar cationes (ceder e-).

     En un período disminuye al ir de izquierda a derecha conforme aumenta Z y en un grupo aumenta  al descender,  es decir conforme aumenta Z.

RESUMEN

          VARIACION DE LAS PROPIEDADES PERIODICAS CONFORME AUMENTA Z        

PRACTICA TEMA III. LA TABLA PERIÓDICA

PARTE A.

     Rellene los espacios en blanco con respecto al ordenamiento de la tabla periódica según bloques, familias

16. Complete el siguiente cuadro: