Propiedades atmicas de los elementos qumicosPropiedades atmicas

Concepto:

Las propiedades atmicas determinan el comportamiento de un elemento en el sistema peridico de Mendeleiev.

Laspropiedades atmicasde los elementos qumicos definen el comportamiento, propiedades y aplicaciones, as como las diferentes reacciones en las que intervienen los elementos qumicos dentro del sistema peridico.

Contenido

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1Propiedades atmicas 2Radio atmico 3Radio inico 4Energa de ionizacin 5Electronegatividad 6Carcter metlico 7Nmero de oxidacin 8Variaciones peridicas en los estados de oxidacin 9Manifestacin en la tabla peridica 10Fuentes 11Referencias bibliogrficas 12Enlaces relacionadosPropiedades atmicas

Carga nuclear efectiva: es la diferencia que existe entre la carga nuclear real del tomo y la constante de apantallamiento. Zef=Z-s, donde Z es la carga nuclear real y sigma se llama constante de apantallamiento. Una forma de mostrar el apantallamiento de los electrones es analizar el valor de la energa requerida para quitar un electrn de un tomo polielectrnico.

Radio atmico

La distancia promedio que hay desde el ncleo hasta el electrn de la ltima capa es lo que se conoce con el nombre de radio atmico. A lo largo de un periodo hay un decrecimiento pequeo aunque generalizado en el tamao del radio atmico. Esto se debe al hecho de que a medida que avanzamos en el periodo, los elementos estn en el mismo nivel de energa o a igual distancia del ncleo, pero al mismo tiempo la carga nuclear va aumentando de 1 en 1 en cada elemento. A pesar de esto, hay tambin un incremento en el nmero de electrones, cada electrn es atrado hacia el ncleo, por tanto a mayor carga nuclear mayor atraccin de los electrones hacia el ncleo.

Bajando en cualquier grupo en la tabla peridica se observa un incremento ms bien considerable en el tamao atmico. En este caso al aumentar el nmero atmico, aumenta la cantidad de niveles de energa, por lo que el tomo aumenta su tamao, encontrndose los electrones ms alejados del ncleo, donde son atrados con menor fuerza.

Medir directamente el radio atmico es muy difcil ya que el tamao de un tomo se piensa como el volumen que contienen el 90% de la totalidad de la densidad electrnica. As el radio atmico es la mitad de la distancia entre dos ncleos de dos tomos adyacentes Analicemos la tendencia peridica en un periodo, siempre teniendo en cuenta que el radio atmico esta determinado por cun fuerte atrae el ncleo a los electrones.

A mayor carga nuclear efectiva, los electrones estarn mas fuertemente enlazados al ncleo y menor ser el radio atmico. En el Segundo perodo de la tabla peridica, para los elementos del Li al F el nmero de niveles es el mismo: 2, es decir, todos tienen un orbital 1s lleno y el subnivel 2 pasa de tener 1 electrn en el Litio a tener 7 en el caso del Flor. Como resultado la carga nuclear efectiva aumenta, por lo tanto hay una mayor atraccin del ncleo por los ltimos electrones y estos tienden a acercarse, provocando que el radio atmico disminuya constantemente del Litio al Fluor.

Radio inico

El radio inico es el radio de un anin o de un catin. El radio inico afecta las propiedades fsicas y qumicas de un compuesto inico Cuando un tomo neutro se convierte en un anin, su tamao o radio aumenta, dado que la carga nuclear permanece constante pero la repulsin resultante de la adicin de un electrn es mayor. Por otra parte un catin es menor que su tomo neutro, dado que al quitar electrones reduce la repulsin electrnica y se contrae la nube electrnica En un grupo el radio atmico y el radio inico varan de igual forma, es decir al descender en un grupo el radio atmico aumenta y el radio inico tambin. Para iones derivados de elementos de diferentes grupos la comparacin solo tiene significado si los iones son isoelectrnicos. Si se analizan iones isoelectrnicos se encuentra que los aniones son ms grandes que los cationes.

Energa de ionizacin

La energa de ionizacin es la mnima energa requerida para quitar un electrn de un tomo gaseoso en su estado fundamental. Esta magnitud es una medida del esfuerzo necesario para quitarle un electrn a un tomo o de cun fuertemente esta enlazado un electrn al ncleo en el tomo. A mayor energa de ionizacin, es ms difcil quitar el electrn. La energa de ionizacin es una energa absorbida por tomos (o iones) por lo cual ser siempre una energa positiva.

La primera energa de ionizacin para un tomo en particular es por tanto la cantidad de energa requerida para remover un electrn de dicho tomo; la segunda energa de ionizacin es siempre mayor que la primera debido a que ha sido removido un electrn de un ion positivo y tercero es igualmente mayor que la segunda. Una vez adquirida la configuracin de gas noble, como lo es el caso del Na1+, Be2+y Mg2+la prxima energa de ionizacin es muy alta. Esto explica por que una vez se ha obtenido la configuracin de gas noble, no se puede remover ms electrones del tomo por medio de una simple reaccin qumica.

En un grupo la energa de ionizacin disminuye al aumentar el nmero atmico. Los elementos de un mismo grupo tienen configuraciones electrnicas externas similares. Sin embargo a medida que aumenta el nmero cuntico principal n aumenta de igual manera la distancia promedio de los ltimos electrones con respecto al ncleo. Una mayor separacin entre el electrn y el ncleo significa una atraccin ms dbil, de tal manera que se hace ms fcil quitar el electrn a medida que descendemos en un grupo.

Electronegatividad

La tendencia general de un tomo para tener electrones hacia s mismo en un compuesto. Esta es determina a partir de la electroafinidad y de la energa de ionizacin. Sin embargo, no es una medida de energa, pero s una simple tendencia de los tomos para atraer electrones.

Hay diferentes escalas de electronegatividad, pero la ms comn es la escala que realiz Linus Paulig. La siguiente tabla muestra una lista de las electronegatividades de los elementos segn la escala de Linus Pauling. Se puede notar que hay un aumento en la electronegatividad a medida que avanzamos de izquierda a derecha en un periodo y una disminucin a medida que bajamos en un grupo. Este concepto es muy til para predecir el tipo de enlace, para la escritura de nombres y frmulas de compuestos y para la polaridad de enlaces y molculas.

Laafinidad electrnicaes el cambio de energa cuando un tomo acepta un electrn en el estado gaseoso. Vamos a analizar en este caso tambin el cambio de energa cuando se forma un in univalente. Esta es una energa que se libera y tendr un valor negativo. Mientras ms negativa sea la afinidad electrnica mayor ser la tendencia del tomo a aceptar un electrn.

En un perodo al aumentar el nmero atmico los valores se hacen ms negativos, es decir es mayor la afinidad electrnica, y esto se debe al aumento de la carga nuclear efectiva y se reduce el radio atmico. Al descender en un grupo, an cuando a partir del Segundo periodo hay una estabilizacin de la carga nuclear efectiva, debido al aumento del radio atmico habr una disminucin de la afinidad electrnica.

Carcter metlico

Es la facilidad que tiene un tomo para oxidarse y aumentar su nmero de oxidacin.En un grupo el carcter metlico aumenta al aumentar el nmero atmico, los electrones estn ms separados del ncleo por lo que son cedidos con mayor facilidad.En un perodo al disminuir el tamao del tomo, el tomo se contrae, los electrones son atrados con mayor fuerza y el carcter metlico disminuye.

Nmero de oxidacin

Nmero de oxidacin: Este es un valor positivo o negativo que no solamente describe la capacidad de combinacin de un tomo sino que tambin da una indicacin de cmo estn ordenados los electrones en el compuesto.

1. Para un elemento en estado libre o no combinado es siempre cero.

2. La suma algebraica de los nmeros de oxidacin de todos los tomos en la frmula de un compuesto es igual a cero.

3. El nmero de oxidacin de un in es igual a su carga.

4. La suma de los nmeros de oxidacin de los tomos en un in poliatmico debe ser siempre igual a al carga del in.

5. Algunos nmeros de oxidacin ms comunes son:

Grupo IA: 1+

Grupo IIA: 2+

El Hidrgeno es generalmente 1+, excepto en los hidruros en donde es 1-.

ElOxgenoes usualmente 2-, excepto en los perxidos como el H2O2y Na2O2, donde es 1-. En superxidos como KO2es 1/2.

Grupo VIIA: 1-.

Azufre: 2-.

Nitrgeno: 3-.

Aluminio (grupo IIIA): 3+, Zn 2+, Ag 1+.

Sn y Pb: 2+ y 4+, Cu y Hg: 1+ y 2+, Fe: 2+ y 3+.

Todos los otros metales similares a estos cinco ltimos, tienen ms de un estado de oxidacin o se dice que tienen estado de oxidacin variable. Estos cinco son los ms comunes y por tanto deben aprenderse.

Variaciones peridicas en los estados de oxidacin

En la prediccin de variaciones peridicas de los estados de oxidacin debemos considerar tres tipos de elementos diferentes; no metales, metales representativos y metales de transicin.Los no metales generalmente tienen diferentes estados de oxidacin con excepcin del flor. El estado de oxidacin mnimo es igual al nmero del grupo menos ocho, como lo es 1- para los elementos del grupo VII, 2- para los no metales del VI y as sucesivamente. El mximo estado de oxidacin es igual al nmero de grupo.Los metales representativos en los grupos I y II y el aluminio, como lo hemos visto, solamente presentan un estado de oxidacin. Para los metales siguientes a la serie de transicin hay dos estados de oxidacin posible para cada uno. Estos corresponden al caso donde los electrones p (electrones de los orbitales p) son utilizados o cuando se utilizan los electrones s y p. Por esta razn el estao y el plomo con la configuracin s2 y p2 pueden ser 2+ 4+.

Manifestacin en la tabla peridica

En el grupo IA de la tabla peridica se comportan de la forma siguiente:

Mayorradio atmico Fr,menorel Li.

Mayorelectronegatividad el Li,menorel Fr.

Mayorcarcter metlico el Fr,menorel Li

Al tomo de Li hay que aplicarle mayor energa de ionizacin para arrancar los electrones de la ltima capa.

Fuentes

Adolfo Ponjuan y BlancoQumica inorgnicaTomo I, Editorial Pueblo y Educacin

Elementos qumicos Meja Arzate, Mara Guadalupe. Qumica. Tomo I/Mara Guadalupe Meja Arzate. Mxico: Universidad Autnoma del Estado de Mxico, 2006.ISBN 9789688359679.

Referencias bibliogrficas

Propiedades peridica y variacionesEnlaces relacionados

Metales alcalinos trreoshttp://www.ecured.cu/index.php/Propiedades_atmicas_de_los_elementos_qumicosen caso de no entender buscar en:

http://es-puraquimica.weebly.com/radios-atomico-e-ionico.html