Tabla peridicaUno de los logros ms importantes de la qumica, despus del descubrimiento del tomo, fue la clasificacin y la identificacin del lugar que ocupara cada elemento en la tabla peridica.El objetivo principal del estudio de la tabla peridica es conocer las propiedades peridicas de los elementos, la naturaleza del enlace qumico y predecir las propiedades de las sustancias.evolucion de la tabla peridicaAunque Dmitri Mendeleiev es considerado a menudo el "padre" de la tabla peridica, su estructura actual es el fruto del trabajo de muchos cientficos.Los orgenesUn requisito previo necesario a la construccin de la tabla peridica era el descubrimiento de los elementos individuales. Aunque elementos como oro, plata, estao, cobre, plomo y mercurio eran conocidos desde la antigedad, el primer descubrimiento cientfico de un elemento tuvo lugar en 1669 cuando Hennig Brand descubri elfsforo.

Durante los siguientes 200 aos, se adquiri un gran conocimiento sobre las propiedades de los elementos y de sus compuestos. En 1869, haban sido descubiertos un total de 63 elementos. Como el nmero de elementos conocidos iba creciendo, los cientficos empezaron a buscar patrones en sus propiedades y a desarrollar esquemas para su clasificacin.Se puede ver latabla peridica histricapara hacerce una idea de la poca en la que se descubri cada elemento.

Ley de las triadasEn 1817 Johann Dobereiner (a la izquierda) observ que el peso atmico delestroncioera aproximadamente la media entre los pesos delcalcioy delbario, elementos que poseen propiedades qumicas similares.

En 1829, tras descubrir la trada de halgenos compuesta porcloro,bromoyyodo, y la trada de metales alcalinoslitio,sodioypotasio, propuso que en la naturaleza existan tradas de elementos de forma que el central tena propiedades que eran un promedio de los otros dos miembros de la trada (la Ley de Tradas).

Esta nueva idea de tradas se convirti en un rea de estudio muy popular. Entre 1829 y 1858 varios cientficos (Jean Baptiste Dumas, Leopold Gmelin, Ernst Lenssen, el von de Max Pettenkofer, y J.P. Cooke) encontraron que estos tipos de relaciones qumicas se extendan ms all de las tradas.

Durante este tiempo se aadi elfloral grupo de los halgenos; se agruparonoxgeno,azufre,selenioyteluroen una familia mientras quenitrgeno,fsforo,arsnico,antimonioybismutofueron clasificados en otra.

Las investigaciones llevadas a cabo presentaban la dificultad de que no siempre se dispona de valores exactos para las masas atmicas y se haca difcil la bsqueda de regularidades.El tornillo telricoPrimeros intentos de diseo de una tabla peridicaSi una tabla peridica se considera como una clasificacin de los elementos qumicos que demuestran la periodicidad de las propiedades fsicas y qumicas, habra que atribuir la primera tabla peridica (publicada en 1862) al gelogo francs, A.E. Beguyer de Chancourtois (en la foto).

De Chancourtois dispuso los elementos segn el orden creciente de sus pesos atmicos sobre una curva helicoidal en el espacio, de manera que los puntos que se correspondan sobre las sucesivas vueltas de la hlice, diferan en 16 unidades de peso atmico. Los elementos anlogos, estaban situados en tales puntos, lo que sugera una repeticin peridica de las propiedades. Esta disposicin se conoce comotornillo telrico.

Esto llev a Chancourtois a proponer quelas propiedades de los elementos son las propiedades de los nmeros. De Chancourtois fue el primero en observar que las propiedades se repetan cada siete elementos, y usando esta representacin pudo predecir la estequiometra de varios xidos metlicos. Desgraciadamente, incluy en su clasificacin algunos iones y compuestos adems de los elementos.Ley de las octavasJohn Newlands (a la izquierda), un qumico ingls, redact un trabajo en 1863 en el que clasificaba los 56 elementos estableciendo 11 grupos basados en propiedades fsicas similares y mencionaba que en muchos pares de elementos similares existan diferencias en la masa atmica relacionadas con algn mltiplo de ocho.

En 1864 Newlands public su versin de la tabla peridica y propuso la Ley de las Octavas (por analoga con los siete intervalos de la escala musical). Esta ley estableca que un elemento dado presentara unas propiedades anlogas al octavo elemento siguiendo la tabla.Mayer y medeleievQuin es creador de la tabla peridica?

Ha habido alguna discordancia sobre quin merece ser reconocido como creador de la tabla peridica, si el alemn Lothar Meyer (a la izquierda) o el ruso Dmitri Mendeleiev.

Trabajando independientemente, ambos qumicos produjeron resultados notablemente similares y casi al mismo tiempo. Un libro de texto de Meyer publicado en 1864 inclua una versin abreviada de una tabla peridica para clasificar los elementos. La tabla comprenda la mitad de los elementos conocidos organizados en orden de su masa atmica y mostraba una periodicidad en funcin de sta.

En 1868, Meyer construy una tabla extendida que entreg a un colega para su evaluacin. Desgraciadamente para Meyer, la tabla de Mendeleiev se public en 1869, un ao antes de que apareciera la de Meyer.Dmitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907), el menor de 17 hermanos, naci en el pueblo Siberiano de Tobolsk donde su padre era profesor de literatura rusa y filosofa (a la izquierda, Mendeleiev en 1904).

Mendeleiev no fue considerado un buen estudiante en su juventud en parte debido a su aversin por las lenguas clsicas, que eran un requisito educativo importante en aquel momento, aunque s mostr destreza para las matemticas y la ciencia.

Tras la muerte de su padre, se traslad a S. Petersburgo para estudiar en la universidad, gradundose en 1856. Mendeleiev impresion tanto a sus instructores que le fue ofrecido un puesto para ensear qumica. Tras pasar los aos 1859 y 1860 en Alemania ampliando sus estudios retorn a su puesto de profesor en el que estuvo hasta 1890.

En este periodo escribi un libro de texto sobre qumica inorgnica, Principios de Qumica, que tuvo trece ediciones (la ltima en 1947) en el que organizaba los elementos conocidos en familias que presentaban propiedades similares. La primera parte del texto se consagr a la qumica, bien conocida, de los halgenos.

Luego, comenz con la qumica de los elementos metlicos ordenndolos segn supoder de combinacin: metales alcalinos primero (poder de combinacin de uno), los alcalinotrreos (dos), etc. Sin embargo, era difcil clasificar metales comocobrey mercurioque a veces presentaban valor 1 y otras veces 2.

Mientras intentaba buscar una salida a este dilema, Mendeleiev encontr relaciones entre las propiedades y los pesos atmicos de los halgenos, los metales alcalinos y los metales alcalinotrreos, concretamente en las seriesCl-K-Ca,Br-Rb-SryI-Cs-Ba. En un esfuerzo por generalizar este comportamiento a otros elementos, cre una ficha para cada uno de los 63 elementos conocidos en la que presentaba el smbolo del elemento, su peso atmico y sus propiedades fsicas y qumicas caractersticas.

Cuando Mendeleiev coloc las tarjetas en una mesa en orden creciente de pesos atmicos disponindolas como en un solitario qued formada la tabla peridica. En 1869 desarroll la ley peridica y public su trabajoRelacin de las Propiedades de los Elementos y sus Pesos Atmicos. La ventaja de la tabla de Mendeleiev sobre los intentos anteriores de clasificacin era que no slo presentaba similitudes en pequeos grupos como las tradas, sino que mostraba similitudes en un amplio entramado de relaciones verticales, horizontales, y diagonales.En el momento que Mendeleiev desarroll su tabla peridica, las masas atmicas experimentalmente determinadas no siempre eran exactas, y reorden de nuevo los elementos a pesar de sus masas aceptadas. Por ejemplo, cambi el peso delberiliode 14 a 9. Esto coloc al berilio en el Grupo 2 encima delmagnesiocuyas propiedades se parecan ms que donde se haba colocado antes (encima del nitrgeno).

En total Mendeleiev tuvo que mover 17 elementos a nuevas posiciones para poner sus propiedades en correlacin con otros elementos. Estos cambios indicaron que haba errores en los pesos atmicos aceptados de algunos elementos y se rehicieron los clculos para muchos de ellos.

Sin embargo, an despus de que las correcciones fueron hechas, algunos elementos todava necesitaron ser colocados en un orden diferente del que se deduca de sus pesos atmicos. A partir de los huecos presentes en su tabla, Mendeleiev predijo la existencia y las propiedades de elementos desconocidos que l llam eka-aluminio, eka-boro, y eka-silicio.

Ms tarde se descubrieron elgalio, elescandioy elgermaniocoincidiendo con sus predicciones. Adems del hecho que la tabla de Mendeleiev se public antes que la de Meyers, su trabajo era ms extenso, prediciendo la existencia de otros elementos no conocidos en ese momento.El numero atomico como criterio de ordenacinLa estructura atmica y la Tabla PeridicaAunque la tabla de Mendeleiev demostr la naturaleza peridica de los elementos, la explicacin de por qu las propiedades de los elementos se repiten peridicamente tuno que esperar hasta el siglo XX.

En 1911 Ernest Rutherford (a la izquierda) public sus estudios sobre la emisin de partculas alfa por ncleos de tomos pesados que llevaron a la determinacin de la carga nuclear. Demostr que la carga nuclear en un ncleo era proporcional al peso atmico del elemento.

Tambin en 1911, A. van der Broek propuso que el peso atmico de un elemento era aproximadamente igual a la carga. Esta carga, ms tarde llamadanmero atmico, podra usarse para numerar los elementos dentro de la tabla peridica.

En 1913, Henry Moseley public los resultados de sus medidas de las longitudes de onda de las lneas espectrales de emisin de rayos X observando que la ordenacin de los elementos por estas longitudes de onda coincida con la ordenacin obtenida con el criterio de los nmeros atmicos.

Con el descubrimiento de istopos de los elementos, se puso de manifiesto que el peso atmico no era el criterio que marcaba la ley peridica como Mendeleiev, Meyers y otros haban propuesto, sino que las propiedades de los elementos variaban peridicamente con nmero atmico.

La pregunta de por qu la ley peridica existe se contest gracias al conocimiento y comprensin de la estructura electrnica de los elementos que comenz con los estudios de Niels Bohr sobre la organizacin de los electrones en capas y con los descubrimientos de G.N. Lewis sobre los enlaces de pares de electrones.Tabla peridica modernaLos ltimos cambios importantes en la tabla peridica son el resultado de los trabajos de Glenn Seaborg a mediados del siglo XX, empezando con su descubrimiento del plutonio en 1940 y, posteriormente, el de los elementos transurnidos del 94 al 102.Seaborg, premio Nobel de Qumica en 1951, reconfigur la tabla peridica poniendo la serie de los actnidos debajo de la serie de los lantnidos.En las tablas escolares suele representarse el smbolo, el nombre, el nmero atmico y la masa atmica de los elementos como datos bsicos y, segn su complejidad, algunos otros datos sobre los elementos.

ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIODICAConfiguracin electrnica y ubicacin en la tablaEl criterio principal de ordenacin de los elementos dentro de la tabla peridica actual es el de nmero atmico creciente, pero tambin puedes observar que entre determinados elementos se producen "saltos" en su ubicacin, como entre el hidrgeno (H) y el helio (He) o entre el berilio (Be) y el boro (B). Esto se debe a que los elementos con propiedades qumicas similares se agrupan en la misma columna.Importante: En la tabla peridica los elementos estn colocados secuencialmente, esto es, pororden creciente de su nmero atmico. Adems, elementos con comportamiento qumico similar se sitan en la misma columna.Las filas y columnas de la tabla peridica de los elementos reciben un nombre especfico con el que nos referiremos siempre a ellos:Grupos:son las columnas verticales de la tabla. Reciben este nombre por agrupar elementos de propiedades qumicas similares.Periodos:son las filas horizontales de la tabla. Dentro de un periodo, los elementos estn ordenados por nmero atmico creciente.A la hora de clasificar los elementos en grupos y periodos es fundamental conocer su configuracin electrnica.Dentro de un mismogrupotodos los elementos tienen la misma configuracin electrnica en su ltima capa (conocida como capa devalencia).Dentro de un mismoperiodolos elementos se ordenan segn su nmero atmico creciente y el ltimo electrn est situado en la misma capa, correspondiente al nmero de periodo.As pues, la situacin de un elemento en la tabla peridica est directamente relacionada con su configuracin electrnica.GruposYa se ha indicado que en un mismogrupose sitan elementos qumicos de propiedades similares, pero por qu esta semejanza en las propiedades?Fjese en la configuracin electrnica de los tres primeros elementos del grupo 2:ElementoSmboloZConfiguracin electrnica

BerilioBe41s22s2

MagnesioMg121s22s22p63s2

CalcioCa201s22s22p63s23p64s2

Se observa algo en comn en todos ellos. Resulta evidente que todos ellos tienen la misma configuracin electrnica en su nivel ms externo. Concretamente, en este caso, dos electrones en el subnivel s. De hecho, la configuracin de su capa de valencia es del tipo ns2. El hecho de compartir esta configuracin hace que, a la hora de formar enlaces y reaccionar con otras sustancias, tengan un comportamiento qumico similar.Esta caracterstica es generalizable a todos los grupos de la tabla peridica:IMPORTANTE: Los elementos de un mismo grupo de la tabla peridica tienen la misma configuracin electrnica en su nivel de energa ms externo. Esta similitud provoca que todos ellos, as como sus compuestos, tengan propiedades qumicas similares.En la siguiente imagen puedes observar cmo los grupos estn caracterizados por el tipo de orbital en el que se ubica su ltimo electrn.

Un resultado interesante que puede derivarse de esta clasificacin es quepuede conocerse el grupo al que pertenece un elemento conociendo simplemente su nmero atmico, a partir de su configuracin electrnica. Tambin es cierta la afirmacin inversa.Entre los 18 grupos que forman la tabla peridica, algunos reciben nombres especiales por su importancia. Entre ellos cabe destacar:Alcalinos(Grupo 1). La configuracin electrnica de su ltima capa esns1. Por ello, pierden fcilmente un electrn para tener completa su ltima capa. Por ello son metales que tienen un nmero de oxidacin+1, son muy reactivos, formando iones, y no se encuentran en estado puro en la naturaleza.Alcalinotrreos(Grupo 2). En ellos la configuracin electrnica de su ltima capa esns2. Son metales con nmero de oxidacin+2, ya que pierden fcilmente estos dos electrones. Son reactivos, pero menos que los alcalinos, formando iones.Halgenos(Grupo 17). Reciben este nombre del griego "Generadores de sales". La configuracin electrnica de su ltima capa es del tiponp5, por lo que son elementos no metlicos que ganan fcilmente un electrn para completar su ltima capa, formando iones negativos del tipoX-1. Reaccionan fcilmente con los alcalinos y alcalinotrreos para dar lugar a sales binarias y en la naturaleza los ms ligeros forman molculas diatmicasGases nobles(Grupo 18). Tienen todas sus capas completas, siendo su configuracin electrnica del tiponp6(con la excepcin del Helio, que no tiene capa tipo p). Como no tienen tendencia a reaccionar, son inertes y permanecen en estado gaseoso, por lo que se les llama gases nobles.PeriodosLos periodos son las filas horizontales de la tabla peridica. Los elementos situados en un mismo periodo tienen sus electrones de valencia en el mismo nivel de energa. Concretamente, cada periodo comienza con un alcalino y termina con un gas noble, momento en el que ha completado la capacidad electrnica del nivel.Fjese en que los elementos de los dos grupos de la izquierda tienen el ltimo electrn situado en un orbital del tipo s, que coincide con el nmero del periodo (el elemento situado en el grupo 1 y en el periodo 3, en el orbital 3s).La zona derecha corresponde a 6 grupos en los que el ltimo electrn est en orbitales np, siendo n el nmero del periodo. En la zona central el ltimo electrn est en orbitales (n-1)d, y en la zona de fuera de la tabla, en (n-2)f.Existen 7 periodos, detallados en la siguiente imagen:

A diferencia de lo que ocurre con los grupos, los elementos de un mismo periodo no comparten, en general, propiedades qumicas similares. Puedes ver como los periodos 6 y 7 estn divididos en dos partes; en realidad deberan mostrarse juntos, segn puedes observar en la imagen a la derecha, pero para simplificar la divisin en grupos y periodos suele representarse de esta forma.Como se puede observar, el nmero de electrones presentes en cada periodo es funcin del nmero de electrones que caben en cada nivel energtico, pudiendo distinguirse cuatro tipos diferentes de periodos:Periodo muy corto (Periodo 1).Correspondiente al nivel de energa principal, n=1, contiene 2 elementos.Periodos cortos (Periodos 2 y 3).Niveles n=2 y n=3, contienen 8 elementosPeriodos largos (Periodos 4 y 5).Niveles n=4 y n=5, donde se sitan tambin los orbitales 3d y 4d respectivamente, dando una capacidad de 18 elementos.Periodos muy largos (Periodos 6 y 7).Niveles n=6 y n=7. En el nivel n=6 se aaden los orbitales 4f y 5d, dando lugar a una capacidad total de 32 elementos. El periodo 7 tiene una capacidad terica similar, pero est incompleto.Clasificacin de los elementosLos elementos de la tabla peridica pueden clasificarse en funcin de su configuracin electrnica, en lo que se conoce comobloques:

As, podemos distinguir los siguientes bloques en funcin del orbital en el que se encuentra su ltimo electrn:1) Elementos representativos (bloques s y p)Son aquellos cuyo ltimo electrn se aloja en un orbital s p respectivamente. El bloque s agrupa los elementos de los grupos 1 y 2 (alcalinos y alcalinotrreos) y el p seis grupos (13, 14, 15, 16, 17 y 18) de los cuales los dos ltimos son halgenos (17) y gases nobles (18).2)Elementos de transicin (bloque d)Son los elementos cuyo ltimo electrn se aloja en un orbital d. Agrupan los elementos de los grupos centrales, del 3 al 12, para dar un total de 10 grupos.3)Elementos de transicin interna (bloque f)Son aquellos cuyo ltimo electrn se aloja en un orbital f. Comprende dos series de 14 elementos cada una de ellas, que reciben el nombre del elemento que las precede en su periodo:Lantnidos(orbital 4f) yActnidos(orbital 5f).DATO ADICIONAL:Semimetales

Los semimetales (tambin conocidos como metaloides) son elementos qumicos que poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales. Son semimetales los siguientes elementos: Boro (B) Silicio (Si) Germanio (Ge) Arsnico (As) Antimonio (Sb) Telurio (Te) Polonio (Po)Una de las propiedades principales de los semimetales es su comportamiento frente al paso de corriente elctrica, pues tienen un comportamiento semiconductor, ya que se comportan como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre.Por ello son fundamentales en la industria electrnica actual, al utilizarse en la fabricacin de elementos semiconductores para la industria electrnica, como diodos, transistores, circuitos integrados, microprocesadores, etc... que dan vida a casi todos los dispositivos tecnolgicos que utilizamos habitualmente.PROPIEDADES PERIODICASPropiedades fsicasMasa atmicaCada elemento tiene una masa diferente a la del resto de los elementos, que incluso en el caso de los elementos ms pesados es menor que 10-25kg.Obviamente resulta ms cmodo establecer una unidad que nos permita expresar la masa de los elementos con valores ms significativos y manejables.Actualmente se define launidad de masa atmica (uma)como 1/12 de la masa del12C.La masa atmica relativa, tambin llamada peso atmico, de un elemento es la relacin entre su masa y la unidad de masa atmica.El valor que asignamos a la masa atmica de un elemento es la media ponderada de las masas atmicas de todos sus istopos teniendo en cuenta la abundancia relativa de cada uno de ellos.Los valores que se presentan entre corchetes se refieren a la masa atmica del istopo ms estable del elemento.

Masas atomicas

Volumen atmicoLa variacin peridica del tamao de los tomos fue observada por Lothar Meyer, que determin elvolumen atmico o volumen molarcomo cociente entre la masa de un mol de elemento y su densidad.Observa que el valor del volumen molar est relacionado con el volumen del tomo pero no se corresponde exactamente con ste ya que, entre otros factores, la densidad del elemento est determinada por su estructura cristalina (incluyendo los huecos entre tomos).Los diferentes elementos, al tener sus electrones en diferentes niveles, presentan volmenes atmicos variables, pero tambin influye la carga nuclear: al aumentar el nmero de protones del ncleo, la atraccin sobre los electrones se hace mayor y el volumen tiende a disminuir.En un mismo periodo se observa una disminucin desde los elementos situados a la izquierda del periodo, hacia los centrales, para volver a aumentar el volumen progresivamente a medida que nos acercamos a los elementos situados a la derecha del periodo.En un mismo grupo, el volumen atmico aumenta al aumentar el numero atmico, ya que al descender en el grupo los elementos tienen ms capas.En general, cuando los elementos tienen volmenes atmicos pequeos, los electrones del nivel ms externo estn fuertemente atrados por el ncleo y, por tanto, son cedidos con gran dificultad. Por el contrario, los elementos de volmenes atmicos elevados ceden sus electrones de valencia fcilmente, ya que la atraccin nuclear es menor debido tanto a la mayor distancia como al efecto de apantallamiento de los electrones internos.

Volumen atmico

DensidadLa densidad es la relacin entre la masa y el volumen y depende tanto del estado en el que se encuentre el elemento como de la temperatura del mismo. En la mayor parte de los casos que se representan, los datos corresponden a los elementos en estado slido y a una temperatura de 293K.Podemos observar la periodicidad de esta propiedad, correspondiendo los valores ms altos de la densidad a los elementos de transicin. Tambin podemos extraer conclusiones si comparamos esta distribucin de valores con los correspondientes a lospuntos de fusinypuntos de ebullicinde los elementos, que presentan un tipo similar de periodicidad.El punto de fusin es la temperatura a la que el elemento cambia de la fase slida a la lquida, a la presin de 1 atm. En el Sistema Internacional se mide enK(Kelvin).El punto de ebullicin es la temperatura a la que la presin de vapor de un lquido es una atmsfera. En el Sistema Internacional se mide enK(Kelvin).

Como se puede ver, este no sigue un patrn ascendente sencillo. La densidad de los elementos aumenta hacia el centro y debajo de la tabla peridica.

Densidad

RadiosRadio atmicoEl radio atmico representa la distancia que existe entre el ncleo y la capa de valencia (la ms externa). Por medio del radio atmico es posible determinar el tamao del tomo. Dependiendo del tipo de elemento existen diferentes tcnicas para su determinacin como la difraccin de neutrones, de electrones o de rayos X. En cualquier caso no es una propiedad fcil de medir ya que depende, entre otras cosas, de la especie qumica en la que se encuentre el elemento en cuestin.En los grupos, el radio atmico aumenta con el nmero atmico, es decir hacia abajo.En los periodos disminuye al aumentar Z, hacia la derecha, debido a la atraccin que ejerce el ncleo sobre los electrones de los orbitales ms externos, disminuyendo as la distancia ncleo-electrn.

Radio atmico

Radio inicoEl radio inico es el radio que tiene un tomo cuando ha perdido o ganado electrones, adquiriendo la estructura electrnica del gas noble ms cercano. Podemos considerar dos casos:

1. Que el elemento gane electrones.El electrn o electrones ganados se colocan en los orbitales vacos, transformando el tomo en un anin.La ganancia de electrones por un tomo no metlico aislado es acompaada por un aumento de tamao.Por ejemplo los halgenos, situados en el grupo 17, presentan una configuracin electrnica en su ltimo nivel, igual ans2p5, por tanto pueden acercar un electrn a su ltimo nivel para adquirir la configuracin electrnica de un gas noble,ns2p6con lo que el elemento gana estabilidad y se transforma en un anin (ion con carga negativa).Al comparar el valor del radio atmico de cualquier elemento con el de su anin, ste es siempre mayor, debido a que la carga nuclear es constante en ambos casos, mientras que al aumentar el nmero de electrones en la capa mas externa, tambin aumenta la repulsin entre los mismos aumentando de tamao el orbital correspondiente y por tanto tambin su radio inico.2. Que el elemento pierda electrones.Generalmente se pierden los electrones de valencia y el elemento se transforma en un catin.La prdida de electrones por un tomo metlico aislado implica una disminucin de su tamao.Por ejemplo, los metales alcalinotrreos (grupo 2) presentan una configuracin electrnica en su ltimo nivel igual ans2. Cuando pierden estos dos electrones externos adquieren la configuracin electrnica del gas noble que les precede en la tabla peridica, aumentando su estabilidad y tranformndose en un catin con dos cargas positivas.El valor del radio atmico del elemento es siempre mayor que el del correspondiente catin, ya que ste ha perdido todos los electrones de su capa de valencia y su radio efectivo es ahora el del orbital n-1, que es menor.Podemos generalizar diciendo que los iones cargados negativamente (aniones) son siempre mayores que sus correspondientes tomos neutros, aumentando su tamao con la carga negativa; los iones positivos (cationes), sin embargo, son siempre menores que los tomos de los que derivan, disminuyendo su tamao al aumentar al carga positiva.Entre los iones con igual nmero de electrones (isoelectrnicos) tiene mayor radio el de menor nmero atmico, pues la fuerza atractiva del ncleo es menor al ser menor su carga.Radio covalenteEl radio covalente es la mitad de la distancia entre dos ncleos de tomos iguales que estn unidos mediante un enlace simple en una molcula neutra.Esta definicin no presenta problemas para molculas como Cl2, los otros halgenos, y para otros casos como hidrgeno, silicio, carbono (en forma de diamante), azufre, germanio, estao, y algunos otros casos. Sin embargo para el oxgeno, O2, la situacin es menos clara ya que el enlace oxgeno-oxgeno es doble. En este caso, y para la mayora de los elementos del sistema peridico, es necesario calcular el radio covalente a partir de molculas que contienen simples enlaces O-O o a partir de molculas con un enlace O-X en el que se conoce el radio covalente de X.

Radio covalente ()

IonizacionAfinidad electrnicaLaafinidad electrnica(AE) oelectroafinidadse define como la energa liberada cuando untomogaseosoneutro en suestado fundamental(de mnima energa) captura unelectrny forma union mononegativo:.Dado que se trata de energa liberada, pues normalmente al insertar un electrn en un tomo predomina la fuerza atractiva del ncleo, tiene signo negativo. En los casos en los que la energa sea absorbida, cuando ganan las fuerzas de repulsin, tendrn signo positivo; AE se expresa comnmente en elSistema Internacional de Unidades, en kJmol-1.Tambin podemos recurrir al proceso contrario para determinar la primera afinidad electrnica, ya que sera la energa consumida en arrancar un electrn a la especie aninica mononegativa en estado gaseoso de un determinado elemento; evidentemente laentalpacorrespondiente AE tiene signo negativo, salvo para los gases nobles y metales alcalinotrreos. Este proceso equivale al de la energa de ionizacin de un tomo, por lo que la AE sera por este formalismo la energa de ionizacin de orden cero.Esta propiedad nos sirve para prever qu elementos generarn con facilidad especies aninicas estables, aunque no hay que relegar otros factores: tipo de contrain, estado slido, ligando-disolucin, etc.

Afinidad electrnica (KJ/mol)

Energa de inonizacionLaenerga de ionizacin, tambin llamadapotencial de ionizacin, es la energa que hay que suministrar a un tomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrn ms dbil retenido.Podemos expresarlo as:X +1E.I.X++ e-Siendo esta energa la correspondiente a laprimera ionizacin.

Lasegunda energa de ionizacinrepresenta la energa necesaria para arrancar un segundo electrn y su valor es siempre mayor que la primera, ya que el volumen de un in positivo es menor que el del tomo neutro y la fuerza electrosttica es mayor en el in positivo que en el tomo, ya que se conserva la misma carga nuclear:X++2E.I.X2++ e-Puedes deducir t mismo el significado de latercera energa de ionizaciny de las posteriores.La energa de ionizacin se expresa en electrn-voltio, julios o en Kilojulios por mol (kJ/mol).1 eV = 1,6.10-19culombios . 1 voltio = 1,6.10-19julios

Energa de ionizacin (KJ/mol)

En los elementos de una misma familia o grupo la energa de ionizacin disminuye a medida que aumenta el nmero atmico, es decir, de arriba abajo.En los alcalinos, por ejemplo, el elemento de mayor potencial de ionizacin es el litio y el de menor el francio. Esto es fcil de explicar, ya que al descender en el grupo el ltimo electrn se sita en orbitales cada vez ms alejados del ncleo y, adems, los electrones de las capas interiores ejercen un efecto de apantallamiento frente a la atraccin nuclear sobre los electrones perifricos por lo que resulta ms fcil extraerlos.En los elementos de un mismo periodo, la energa de ionizacin crece a medida que aumenta el nmero atmico, es decir, de izquierda a derecha.Esto se debe a que el electrn diferenciador est situado en el mismo nivel energtico, mientras que la carga del ncleo aumenta, por lo que ser mayor la fuerza de atraccin y, por otro lado, el nmero de capas interiores no vara y el efecto de apantallamiento no aumenta.Sin embargo, el aumento no es continuo, pues en el caso del berilio y el nitrgeno se obtienen valores ms altos que lo que poda esperarse por comparacin con los otros elementos del mismo periodo. Este aumento se debe a la estabilidad que presentan las configuracioness2ys2p3, respectivamente.La energa de ionizacin ms elevada corresponde a los gases nobles, ya que su configuracin electrnica es la ms estable, y por tanto habr que proporcionar ms energa para arrancar un electrn. Puedes deducir y razonar cules son los elementos que presentan los valores ms elevados para lasegundayterceraenergas de ionizacin.Propiedades electrnicasElectronegatividadSegn L. Pauling, la electronegatividad es la tendencia o capacidad de un tomo, en una molcula, para atraer hacia s los electrones. Ni las definiciones cuantitativas ni las escalas de electronegatividad se basan en la distribucin electrnica, sino en propiedades que se supone reflejan la electronegatividad.La electronegatividad de un elemento depende de su estado de oxidacin y, por lo tanto, no es una propiedad atmica invariable. Esto significa que un mismo elemento puede presentar distintas electronegatividades dependiendo del tipo de molcula en la que se encuentre, por ejemplo, la capacidad para atraer los electrones de un orbital hbridospnen un tomo de carbono enlazado con un tomo de hidrgeno, aumenta en consonancia con el porcentaje de carctersen el orbital, segn la serie etano < etileno(eteno) < acetileno(etino).Utilizando los valores de electronegatividad podemos obtener el grado de polaridad de los compuestos.

La escala de Pauling se basa en la diferencia entre la energa del enlace A-B en el compuesto ABny la media de las energas de los enlaces homopolares A-A y B-B.R. S. Mulliken propuso que la electronegatividad de un elemento puede determinarse promediando laenerga de ionizacinde sus electrones de valencia y laafinidad electrnica. Esta aproximacin concuerda con la definicin original de Pauling y da electronegatividades de orbitales y no electronegatividades atmicas invariables.E. G. Rochow y A. L. Allred definieron la electronegatividad como la fuerza de atraccin entre un ncleo y un electrn de un tomo enlazado.

Electronegatividad (escala de Pauling)