Carga nuclear efectiva

Es la carga positiva neta que experimenta un electrón en un átomo polielectrónico, permite entender los efectos de protección en las propiedades periódicas.

Nos ayuda a comprender muchas cantidades físicas, como la energía de ionización, el radio atómico y la afinidad electrónica.

Energía de ionización

Es la energía mínima requerida en kJ/mol para separar un electrón del estado fundamental neutro del átomo o ion aislado en estado gaseoso.

Cuanto mayor la energía de ionización es más difícil desprender el electrón. Para los atomos polielectronicos, la cantidad de energía requerida para desprender el primer electron del atomo en estado fundamental

energia+X (g )→X+¿ (g)+ e−¿¿¿

Se denomina primera energía de ionización (l1). La segunda (l2) y tercera (l3) energía de ionización se muestran en las ecuaciones siguientes

energia+X (g )→X 2+¿ (g )+e−¿¿ ¿ segunda ionizacion

energia+X (g )→X 3+¿ (g )+e−¿¿ ¿ tercera ionización

Cuando se desprende un electron de u atomo neutro, disminuye la repulsión entre los electrones restantes. Debido a que la carga nuclear permanece constante, se necesita más energía para desprender otro electrón del ion carfado positivamente. Las energías de ionización se encuntran el el orden siguiente:

l1<l2< l3<…

La energía de ionización primaria es la energía necesaria para separar al primer electrón de un átomo neutro.

Depende de:

a) Cargar del núcleo.

b) Los efectos de apantallamiento

c) Tamaño del átomo o radio*

d) Tipo de orbital ( s, p, d, f)

Después de la primera energía de ionización puede haber una segunda y a su vez una tercera, hasta la quinta. Las energías de ionización siguientes serán siempre mayores que la primera y mediante estas se darán cationes bivalentes o trivalentes

Radio atómico

Numerosas propiedades físicas, incluidas la densidad y los puntos de fusión y ebullición se relacionan con el tamaño de los atomos; es difícil definir su dimensión. La densidad electrónica de un atomo se extiende más allá del núcleo, pero por lo general se piensa en el tamaño atomico como el volumen que contiene cerca de 90% de la densidad electrónica total alrededor del nucleo.

Cuando se tiene que ser mas especifico, se define el tamaño de un atomo en términos de su radio atomico, que es la mitad de la distancia entre dos nucleos de dos atomos metálicos adyacentes . Los radios atómicos se determinan, en gran medida, por la fuerza de atracción entre los electrones del nivel externo y el núcleo, A mayor carga nuclear efectiva, los electrones son atraídos con más fuerza por el núcleo, en tanto que el radio atómico es menor.

A medida que la carga nuclear aumenta, el radio atomico disminue en forma constante. A medida que la carga nuclear efectiva aumenta, el radio atomico disminuye en forma constante.

Se define como el radio del electrón en cuestión.

Se puede obtener por difracción de rayos X y nos la posición de cada n

No ésta definido en un átomo.

Disminuye el radio atómico de izquierda a derecha en un grupo o periodo.

Disminuye en un periodo de izquierda a derecha y en una familia aumenta de arriba hacía abajo

Densidad

La densidad electrónica de un átomo se extiende más allá del núcleo pero por lo general se piensa en tamaño atómico como el volumen que contiene cerca del 90% de la densidad electrónica total alrededor del núcleo.

Puntos de fusión

El punto de fusión de un elemento o compuesto es la temperatura a la cual la forma sólida del elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma líquida.

Normalmente se asume que la presión del aire es de 1 atmósfera.

Punto de ebullición

El punto de ebullición de un elemento o compuesto significa la temperatura a la cual la forma líquida de un elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma gaseosa.

Normalmente se asume que la presión del aire es de 1 atmósfera.

Radio iónico

Cuando un átomo gana o pierde electrones su volumen se modifica. Y el radio iónico es la medida que los átomos que se obtienen cargados positivamente (catión) y negativamente (anión).

Cationes: habrá una contracción del volumen atómico, dependiendo de la carga del catión respecto al átomo neutro. Si la carga de cationes es mayor, el efecto es más acusado.

Aniones: habrá un aumento del volumen del átomo, de la misma forma, el volumen aumenta dependiendo de la carga del anión

El radio iónico es el radio de un catión o un anión. Es posible medirlo por difracción de rayos X. El radio iónico afecta las propiedades físicas y químicas de un compuesto iónico. Por ejemplo, la estructura tridimensional de un compuesto iónico depende del tamaño relativo de sus cationes y aniones.

Cuando un átomo neutro se convierte en un ion, se espera un cambio en el tamaño. Si el alomo forma un anión, su tamaño (o radio) aumenta, debido a que la carga nuclear per-manece constante pero la repulsión que resulta por la adición de un electrón o electrones adicionales aumenta el dominio de la nube electrónica. Al desprender uno o más electrones de un átomo se reduce la repulsión electrón-electrón pero la carga nuclear permanece constante, así que la nube electrónica se contrae y el catión es más pequeño que el átomo

Es el cambio que ocurre cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón para formar un anión

energia+X (g )→X+¿ (g)+ e−¿¿¿

Cuanto más positiva sea la afinidad electrónica de un elemento, mayor la afinidad de un átomo de dicho elemento pura aceptar un electrón. Otra manera de visualizar la afinidad electrónica es considerarla como la energía que se debe suministrar para desprender un electrón de un anión.

Un valor grande positivo de afinidad electrónica significa que el ion negativo es muy estable (es decir, el átomo tiene una gran tendencia a aceptar un electrón), al igual que una alta energía de ionización de un átomo significa que el electrón es muy estable en el átomo.

La afinidad electrónica se determina desprendiendo el electrón adicional de un anión. La afinidad electrónica es difícil de medir porque los aniones de muchos elementos son inestables. Las afinidades electrónicas de los metales por lo general son menores que las de los no metales. Los halógenos (grupo 7A) tienen los valores más altos de afinidad electrónica. Algunos cálculos han demostrado que los valores de afinidad electrónica de los gases nobles son menores que cero. Así. si se formaran aniones de estos gases, serían muy inestables.

Afinidad electrónica

Es el cambio que ocurre cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón para formar un anión

X (g )+e−¿→X−¿ ( g) ¿¿

Cuanto más positiva sea la afinidad electrónica de un elemento, mayor la afinidad de un átomo de dicho elemento pura aceptar un electrón. Otra manera de visualizar la afinidad electrónica es considerarla como la energía que se debe suministrar para desprender un electrón de un anión.

Un valor grande positivo de afinidad electrónica significa que el ion negativo es muy estable (es decir, el átomo tiene una gran tendencia a aceptar un electrón), al igual que una alta energía de ionización de un átomo significa que el electrón es muy estable en el átomo.

La afinidad electrónica se determina desprendiendo el electrón adicional de un anión. La afinidad electrónica es difícil de medir porque los aniones de muchos elementos son inestables. Las afinidades electrónicas de los metales por lo general son menores que las de los no metales. Los halógenos (grupo 7A) tienen los valores más altos de afinidad electrónica. Algunos cálculos han demostrado que los valores de afinidad electrónica de los gases nobles son menores que cero. Así. si se formaran aniones de estos gases, serían muy inestables.

Variación de las propiedades químicas de los elementos representativos

La energía de ionización se refiere a la atracción de un átomo por sus propios electrones, en tanto que la afinidad electrónica expresa la atracción de un átomo por un electrón adicional, de alguna otra fuente; juntos, permiten conocer la atracción de un átomo por los electrones. Con estos dos conceptos es posible estudiar, el comportamiento químico de los elementos, al poner atención en la relación que hay entre las propiedades químicas y la configuración electrónica.El carácter metálico de los elementos disminuye de izquierda a derecha a lo largo de un periodo y que aumenta de arriba hacia abajo al avanzar dentro de un grupo. Con base en estas tendencias y en el conocimiento de que los metales en general tienen bajas energías de ionización, cuentan con altos valores de afinidad electrónica, a menudo es posible predecir el desarrollo de una reacción en la que intervenga alguno de estos elementos.

Tendencias generales de las propiedades químicasSe ha dicho que los elementos del mismo grupo se parecen entre sí en su comportamiento químico por sus configuraciones electrónicas externas semejantes. Esta afirmación es correcta en términos generales, debe aplicarse con precaución, ya que el primer miembro de cada grupo difiere del resto de los miembros del mismo grupo