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    Tema 3.CLASIFICACIN PERIDICA DE LOS ELEMENTOS. PROPIEDADES PERIDICAS

    Juan M. Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    1. ANTECEDENTES HISTRICOS2. CLASES DE ELEMENTOS3. DIMENSIONES ATMICAS4. GANANCIA Y CESIN DE ELECTRONES5. ELECTRONEGATIVIDAD6. DUREZA Y BLANDURA7. CONFIGURACIN ELECTRNICA DE VALENCIA. NUMEROS DE

    OXIDACIN8. EFECTOS RELATIVISTAS

    http://www.chemsoc.org/viselements/pages/history.html

    http://pubs.acs.org/cen/80th/elements.html

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Precursores...1772 L. B.G. de Morveau Tabla de sustancias "qumicamente simples" 1817-29 J.W. Dbereiner Triadas de elementos (Cl, Br, I)

    Hacia 1850 se haban identificado 20 triadas 1862 A.E.B. de

    Chancourtois Orden los elementos en orden creciente de su peso atmico. Tabla helicoidal.

    1864 L. Meyer Tabla de valencias de 49 elementos 1864 W. Odling Tabla de 13 columnas que contenia 57 elementos 1865 J. A. R. Newlands Ley de las octavas

    H F Cl Co, Ni Br I Pt,Ir

    Li Na K Cu Rb Cs Os

    G(Be) Mg Ca Zn Sr Ba,V Hg

    Bo(B) Al Cr Y Ce, La Ta Tl

    C Si Ti In Zr W Pb

    N P Mn As Di, Mo Nb Bi

    O S Fe Se Ro(Rh), Ru Au Th 1868-9 L. Meyer Curva de volumen atmico y tabla peridica.

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    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta/mendeleev.html

    1869

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    1871

    http://cator.hsc.edu/~mollusk/ChemArt/mendeleev.html

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    Propuestas de Mendeleieva. La periodicidad de las propiedades es

    inherente a la distribucin.b. La distribucin se corresponde con las

    valencias de los elementos.c. Las caractersticas de los elementos quedan

    determinadas por el valor de sus pesos atmicos.

    d. Los errores en los pesos atmicos pueden corregirse a partir de la posicin del elemento en la tabla.

    e. Los elementos cuyas propiedades son parecidas, o tienen pesos atmicos parecidos o aumentan regularmente.

    Estableci la ley peridica:Si los elementos se disponen de acuerdo con los pesos atmicos, presentan diferentes propiedades peridicas

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    Comparacin de algunas propiedades del Ga y Ge con las propiedades predichas para Eka-Al y Eka-Si

    Mendeleev'sPredictions about Eka-Aluminum

    ObservedProperties of Ga

    Mendeleev'sPredictions aboutEka-Silicon

    ObservedProperties of Ge

    Atomic Weight about 68 69.7 about 72 72.6

    Melting Point low 30C

    Density 5.9 5.94 5.5 5.47

    Formula of Oxide EkaAl2O3 Ga2O3 EkaSiO2 GeO2

    Formula of ItsChloride Compound

    EkaAlCl3 GaCl3 EkaSiCl4 GeCl4

    Chemistry ofHydroxide

    EkaAl(OH)3 dissolvesin both acids andbases.

    Ga(OH)3 dissolvesin both acids andbases.

    Boiling Point of ItsChloride Compound

    EkaAlCl3 is morevolatile than ZnCl2.

    GaCl3 is morevolatile than ZnCl2.

    < 100C 86C

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    y sucesores1894-8 Lord Rayleigh

    W. RamsayM.W. Travers

    Detectaron y aislaron los gases nobles.(valencia 0)Ar(1895), Kr, Ne y Rn (1895-98)

    1913 N. Bohr Explica la tabla peridica en base a lateora atmica

    1913 H.G.J. Moseley Ley peridica1940 E. Macmillan

    P. AbelsonSintetizaron el primer transurnido 93Np

    1944 G. T. Seaborg Hiptesis de los actnidos

    http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta/rayleigh0.html

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    Moseley

    = KZ ( )2

    E (keV ) = K (Z 1)2

    Moseley's relationbetween wavelengthand atomic number forthe K1, L1 and M1spectral lines (afterGoldstein et al. 1981).

    http://www1.physics.ox.ac.uk/History/Moseley.html

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    Moseley experimenthttp://marr.bsee.swin.edu.au/~dtl/het408/projrad/node5.html

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    La Ley Peridica de Moseley establece que las propiedadese fsicas y qumicas de los elementos son funciones peridicas de sus nmeros atmicos.

    http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Moseley-article.html

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    Grupos: columnas 1-18Periodos: filas 1-7Bloques: s, p, d, f

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    Grupos Nombre especfico /

    Nombre tradicionalElementos Configuracin

    electrnica

    Grupos 1, 2, 13-18 Elementos representativos(grupos principales)

    Grupos 1 y 2 Elementos del bloque sGrupo 1 Metales alcalinos Li, Na, K, Rb, Cs, Fr ns1 (n= 2 -7)Grupo 2 Metales alcalino-trreos Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra ns2 (n= 2 -7)

    Grupos 13-18 Elementos del bloque pGrupo13 Elementos del grupo del boro B, Al, Ga, In, Tl ns2 np1 (n= 2 -7)Grupo14 Elementos del grupo del carbono C, Si, Ge, Sn, Pb, Uuq ns2 np2 (n= 2 -7)Grupo15 Pnictgenos N, P, As, Sb, Bi ns2 np3 (n= 2 -7)Grupo16 Calcgenos O, S, Se, Te, Po, Uuh ns2 np4 (n= 2 -7)Grupo17 Halgenos F, Cl, Br, I, At ns2 np5 (n= 2 -7)Grupo18 Gases nobles He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Uuo ns2 np6 (n= 2 -7)

    Grupos 3-12 Elementos del bloque dElementos de transicinPrimera serie de transicin Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn 4s2 3d1- 4s2 3d10Segunda serie de transicin Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd 5s2 4d1- 5s2 4d10Tercera serie de transicin La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg 6s2 5d1- 6s2 5d10Cuarta serie de transicin Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Uun, Uuu,

    Uub7s2 6d1- 7s2 6d10

    Grupos f Lantnidos La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Dy,Ho, Er, Tm, Yb, Lu

    4f1 - 4f14

    Actnidos Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk,Cf, Es, Fm, Md, No, Lr

    5f1 - 5f14

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    Propiedades peridicas

    Radio atmico (volumen) Radio inico Densidad Energa de ionizacin Afinidad electrnica Electronegatividad Punto de fusin Punto de ebullicin Potencial de reduccin estndar Valencia (nmero de oxidacin) Calores de fusin vaporizacin y

    sublimacin Energa de enlace

    Calor de solvatacin de iones Dureza Maleabilidad Coeficiente de expansin Espectro ptico Comportamiento magntico Conductividad trmica Resitencia elctrica Movilidad inica Parachor ndice de refraccin Calor de formacin de un

    compuesto dado

    Propiedades que dependen de la configuracin electrnica

    http://dl.clackamas.cc.or.us/ch104-06/periodic.htm

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    Dimensiones atmicas.Volumen molar

    El volumen ocupado por un tomo o ion depende de su entorno

    http://web.mit.edu/3.091/www/pt/pert2.html

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    Dimensiones atmicas. Radios atmicos

    radio covalente radio metlicoradios inicosda informacin del tamao de un tomo que ha perdido o ganado electrones de valencia.

    la mitad de la distancia experimental entre los ncleos de tomos vecinos del slido.

    Radio de van der Waals:la mitad de la distancia internuclearentre dos tomos iguales de molculas adyacentes. El radio depende de la compresin a que el tomo est sometido.

    la mitad de la distancia entre el ncleo de dos tomos iguales que estn formando un enlace covalente simple.

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    Dimensiones atmicas. Radios atmicos

    http://web.mit.edu/3.091/www/pt/pert1.html

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    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18H37

    He32

    Li134122

    Be12589

    B9080

    C77

    N75

    O73

    F71

    Ne69

    Na154157

    Mg145136

    Al130125

    S i118117

    P110110

    S102104

    Cl99

    Ar97

    K196202

    Ca

    174

    Sc

    144

    Ti136132

    V

    122

    Cr

    119

    Mn139118

    Fe125117

    Co126116

    Ni121115

    Cu135118

    Zn120121

    Ga120125

    Ge122124

    As122121

    Se117117

    Br114

    Kr110

    Rb

    216

    S r

    191

    Y

    162

    Zr148145

    Nb

    134

    Mo

    130

    Tc

    127

    Ru133125

    Rh132125

    P d131128

    Ag152134

    Cd148138

    In144132

    S n140142

    Sb143139

    Te135137

    I133

    Xe130

    Cs

    235

    Ba

    198

    La

    169

    Hf

    144

    Ta

    134

    W

    130

    Re

    128

    Os133126

    Ir132126

    P t131129

    Au140134

    Hg148139

    Tl147144

    P b146150

    Bi146151

    Po At Rn145

    Fr Ra Ac Rf Db S g Bh Hs Mt Uun Uuu Uub Uuq Uuh Uuo

    4f 5f 6f 7f 8f 9f 10f 11f 12f 13f 14f 15f 16f 17fCe

    165

    Pr

    164

    Nd

    164

    Pm

    163

    S m

    162

    Eu

    185

    Gd

    162

    Tb

    161

    Dy

    160

    Ho

    158

    Er

    158

    Tm

    158

    Yb

    170

    Lu

    156Th

    165

    Pa U

    143

    Np P u Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

    Fuentes: Radios covalentes (primera fila) se han obtenido de Huheey. Radios metlicos de enlace sencillo (segunda fila) Ball & Norvury, Physical Data for Inorganic Chemists, Longman, London, 1974.

    Apndice A. Radios covalentes y metlicos de enlace sencillo de los elementos

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    Apndice B. Radios inicos de Shannon-Prewitt (pm)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

    1 H He2 Li

    +1 90Be

    +2 59B

    +3 41C

    +4 30N

    +5 27O F Ne

    3 Na+1 116

    Mg+2 86

    Al+3 67

    Si+4 54

    P+5 52

    S+6 43

    Cl+7 41

    Ar

    4 K+1 152

    Ca+2 114

    Sc+3 88

    Ti+2 100+3 81+4 74

    V+2 93+3 78+4 72+5 68

    Cr+2 94+3 75+4 69+6 58

    Mn+2 97+3 78+4 67+7 60

    Fe+2 92+3 78+4 72

    Co+2 88+3 75+4 67

    Ni+2 83+3 74

    Cu+1 91+2 87

    Zn+2 88

    Ga+3 76

    Ge+2 87+4 67

    As+3 72+5 60

    Se+4 64+6 56

    Br+7 53

    Kr

    5 Rb+1 166

    Sr+2 132

    Y+3 104

    Zr+4 86

    Nb+3 86+4 82+5 78

    Mo+4 79+5 75+6 73

    Tc+4 78+5 74+7 70

    Ru+3 82+4 76+5 70

    Rh+3 80+4 74+5 69

    Pd+2 100+4 75

    Ag+1 129+2 108+3 89

    Cd+2 109

    In+3 94

    Sn+4 83

    Sb+3 90+5 74

    Te+4 111+6 70

    I+5 109+7 69

    Xe

    6 Cs+1 181

    Ba+2 149

    La+3 117

    Hf+4 85

    Ta+3 86+4 82+5 78

    W+4 80+5 76+6 74

    Re+4 77+5 72+7 67

    Os+4 77+5 71+7 66

    Ir+3 82+4 76+5 71

    Pt+2 100+4 75

    Au+1 151+3 99

    Hg+2 116

    Tl+1 164+3 102

    Pb+2 133+4 91

    Bi+3 117+5 90

    Po+4 108+6 81

    At+7 76

    Rn

    7 Fr+1 194

    Ra Ac+3 126

    Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu Uub Uuq Uuh Uuo

    Ln Ce+3 115+4 101

    Pr+3 113+4 99

    Nd+3 112

    Pm+3 111

    Sm+3 110

    Eu+2 131+3 109

    Gd+3 108

    Tb+3 106+4 90

    Dy++2 121+3 105

    Ho+3 104

    Er+3 103

    Tm+2 117+3 102

    Yb+2 116+3 101

    Lu+3 100

    An Th+4 108

    Pa+3 118+4 104+5 92

    U+3 116+4 103+5 90+6 87

    Np+3 115+4 101+5 89+6 86+7 85

    Pu+3 114+4 100+5 88+6 85

    Am+3 111+4 99

    Cm+3 111+4 99

    Bk+3 110+4 97

    Cf+3 109+4 96

    Es Fm Md No+2 124

    Lr

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    Apndice C. Potencial de ionizacin Primer potencial de ionizacin: Es la energa mnima requerida para

    arrancar un electrn de un tomo gaseoso neutro en su estado fundamental.

    E(g) E+ (g) + e- HI

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    He

    Ne

    Ar KrXe Rn

    Potencial de ionizacinhttp://web.mit.edu/3.091/www/pt/pert9.html

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Apndice D. Afinidades electrnicas de los elementos (eV)

    Es la energa liberada cuando un tomo gaseoso neutro en su estado fundamental acepta un electrn para formar un ion gaseoso negativo.

    E(g) + e- E (g) HAE1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

    H0.754

    He0.5

    Li0.618

    Be0.19

    B0.28

    C1.26

    N0.07

    O1.4618.75

    F3.399

    Ne(0.3)

    Na0.548

    Mg0.22

    Al0.46

    Si1.38

    P0.747

    S2.0775.51

    Cl3.617

    Ar(0.36)

    K0.502

    Ca1.93

    Sc0.19

    Ti0.07

    V0.53

    Cr0.66

    Mn< 0

    Fe0.16

    Co0.66

    Ni1.62

    Cu1.23

    Zn0.1

    Ga0.3

    Ge1.2

    As0.80

    Se2.0214.35

    Br3.365

    Kr(0.40)

    Rb0.486

    Sr1.51

    Y0.30

    Zr0.43

    Nb0.89

    Mo0.75

    Tc1.0

    Ru1.05

    Rh1.14

    Pd0.56

    Ag1.303

    Cd1.31

    In0.3

    Sn1.2

    Sb1.05

    Te1.971

    I2.686

    Xe(0.42)

    Cs0.472

    Ba0.48

    La0.5

    Hf0

    Ta0.14

    W0.81

    Re0.2

    Os1.1

    Ir1.56

    Pt2.128

    Au2.309

    Hg0.19

    Tl0.21

    Pb0.36

    Bi0.95

    Po(1.8)

    At2.90

    Rn(0.42)

    Fr(0.456)

    Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu Uub Uuq Uuh Uuo

    4f 5f 6f 7f 8f 9f 10f 11f 12f 13f 14f 15f 16f 17fCe 0.5

    Pr 0.5

    Nd 0.5

    Pm 0.5

    Sm 0.5

    Eu 0.5

    Gd 0.5

    Tb 0.5

    Dy Ho 0.5

    Er 0.5

    Tm 0.5

    Yb 0.5

    Lu 0.5

    Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

    Fuente: J. Emsley, The Elements, Clarendon Press, Oxford, 1991.

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    Afinidad electrnica

    F Cl BrI At

    Au

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    ElectronegatividadPauling Es una medida de la tendencia de un tomo en una molcula a

    atraer los electrones hacia si.

    Mulliken (absoluta) Es el valor promedio de la primera energa de ionizacin y la afinidad electrnica del tomo.

    Allred-Rochow Es la fuerza electrosttica que ejerce el ncleo sobre los electrones de valencia.

    D(AB) = 12

    D(AA) + D(BB)[ ]+ ABenerga de enlace heteropolar

    AB = 96.48(A B )2

    M = 12 HI + HAE( )

    AR = 3590 Z * -0.35rcov2+ 0.744

    A B = 0.102 AB

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    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Apndice E. Electronegatividades de Pauling, Allred-Rochow y absoluta

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18I II III IV II II II II II II I II III IV III II I 0

    H2.20

    7.18

    He

    (12.3)Li0.980.972.85

    Be1.571.474.9

    B2.042.014.29

    C2.552.506.27

    N3.043.077.30

    O3.443.507.54

    F3.984.1010.41

    Ne

    (10.6)Na0.931.012.85

    Mg1.311.233.75

    Al1.611.473.23

    Si1.901.744.77

    P2.192.065.62

    S2.582.446.22

    Cl3.162.838.30

    Ar

    (7.70)K0.820.912.42

    Ca1.001.042.2

    Sc1.361.203.34

    Ti1.541.323.45

    V1.631.453.6

    Cr1.661.563.72

    Mn1.551.663.72

    Fe1.831.644.06

    Co1.881.704.3

    Ni1.911.754.40

    Cu1.901.754.48

    Zn1.651.664.45

    Ga1.811.823.2

    Ge2.012.024.6

    As2.182.205.3

    Se2.552.485.89

    Br2.962.747.59

    Kr

    (6.8)Rb0.820.892.34

    Sr0.950.992.0

    Y1.221.113.19

    Zr1.331.223.64

    Nb1.61.234.0

    Mo2.161.303.90

    Tc1.91.363.91

    Ru2.21.434.5

    Rh2.281.454.30

    Pd2.201.354.45

    Ag1.931.424.44

    Cd1.691.464.33

    In1.781.493.1

    Sn1.961.724.30

    Sb2.051.824.85

    Te2.12.015.49

    I2.662.216.76

    Xe2.6

    5.85Cs0.790.892.18

    Ba0.890.972.4

    La1.101.083.1

    Hf1.31.233.8

    Ta1.51.334.11

    W2.361.404.40

    Re1.91.464.02

    Os2.21.524.90

    Ir2.201.555.4

    Pt2.281.445.6

    Au2.541.425.77

    Hg2.001.444.91

    Tl2.041.443.2

    Pb2.331.553.90

    Bi2.021.674.69

    Po2.01.765.16

    At2.21.966.2

    Rn

    (5.1)Fr0.70.86

    Ra0.890.97

    Ac1.11.0

    Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo

    4f 5f 6f 7f 8f 9f 10f 11f 12f 13f 14f 15f 16f 17fCe1.121.06 3.0

    Pr1.131.07 3.0

    Nd1.121.06 3.0

    Pm

    1.06 3.0

    Sm1.171.07 3.1

    Eu

    1.01 3.1

    Gd1.201.11 3.0

    Tb

    1.10 3.2

    Dy1.121.06

    Ho1.231.10 3.3

    Er1.241.11 3.4

    Tm1.251.11 3.4

    Yb

    1.06 3.5

    Lu1.271.04 3.0

    Th1.31.1

    Pa1.51.14

    U1.381.22

    Np1.361.22

    Pu1.281.22

    Am1.3

    Cm1.3

    Bk1.3

    Cf1.3

    Es1.3

    3.5

    Fm1.3

    Md1.3

    No1.3

    Lr1.3

    * Fila superior electronegatividad de Pauling (P), fila central electronegatividad Allred-Rochow (AR) y fila inferior electronegatividad absoluta (ABS)Fuente: J. Emsley, The Elements, Clarendon Press, Oxford, 1991.

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Electronegatividad

    F

    Cl BrI

    At

    http://web.mit.edu/3.091/www/pt/pert8.html

    http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/electroneg.html

  • 1/30/2005

    14

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Nmeros de oxidacin

    1. La suma de los nmeros de oxidacin de todos los tomos en una molcula es igual a cero; la suma en un ion es igual a la carga del mismo (el nmero de oxidacin es una propiedad del tomo individual y antes de ser sumado deber ser multiplicado por el nmero de tomos de ese elemento presentes en la molcula o ion).

    2. El nmero de oxidacin de los elementos de los grupos 1, 2, 3f, 3 y Al es numricamente igual al nmero del grupo, (+1, +2, +3, respectivamente).

    3. El nmero de oxidacin de los elementos ms electronegativos ser 1 si el grupo es el 17 (VIIA) y 2 si es el grupo 16 (VIA).

    4. El nmero de oxidacin del resto de los elementos se llama x y se obtiene a partir de la ecuacin que resulta al aplicar la regla 1.

    El nmero de oxidacin (o estado de oxidacin), es un nmero positivo o negativo, no necesariamente entero, representa la carga que un tomo tendra si los electrones en una molcula fueran asignados a los tomos de acuerdo a las reglas siguientes:

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Nmero de oxidacin

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18+ 11 H H e 1

    54 4

    3 3 32 2 2 2 2

    + 1 1 1 1 12 L i B e B C N O F N e 1 1 1 1 1

    2 2 23 34

    76 6

    5 5 54 4 4 4

    3 3 3 3 32 2 2 2 2

    + 1 1 1 1 1 13 N a M g A l S i P S C l A r 1 1 1 1 1

    2 2 23 34

    7 76 6 6 6

    5 5 5 5 5 5 54 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

    3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 32 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

    + 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 K C a Sc T i V C r M n F e C o N i C u Z n Ga Ge A s Se B r K r 1 1 1 1 1 1 1 1

    2 2 2 23 3

    48 8

    7 7 76 6 6 6 6 6

    5 5 5 5 5 5 5 54 4 4 4 4 4 4 4 4 4

    3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 32 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

    + 1 1 1 1 1 1 1 1 15 R b S r Y Z r N b M o T c R u R h P d A g C d In S n S b T e I Xe 1 1 1 1 1

    2 2 23

    3 48

    7 7 76 6 6 6 6 6

    5 5 5 5 5 5 5 5 54 4 4 4 4 4 4 4 4

    3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 32 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

    + 1 1 1 1 1 1 1 1 16 C s B a L a H f T a W R e Os Ir P t A u H g T l P b B i P o A t R n 1 1 1 1 1 1

    2 2 23

    3 4

    3 f 4 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f 10 f 11 f 12 f 13 f 14 f 15 f 16 f 17 f4 4 4

    3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 32 2 2 2 2 2 2 2 2 2

    + 1 1L n L a C e P r N d Pm Sm E u Gd T b D y H o E r T m Y b L u

    7 76 6 6 6

    5 5 5 5 54 4 4 4 4 4 4 4 4

    3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 32 2 2 2 2 2 2

    +A n A c T h Pa U N p P u A m C m B k C f Es F m M d N o L r

    * L o s es tad o s d e ox idaci n ms co m u n es a p a r ece n en n e g ri ta.

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    15

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Tendencias peridicas

    Aumenta Z*, HI, HAE, Disminuye radio atmico

    Z*~

    cons

    tant

    eD

    ism

    inuy

    e H

    I, H

    AE,

    Aum

    enta

    radi

    o at

    mic

    o

    2

    1

    13 14 15 16 17

    18

    3-12

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Efectos relativistas 10 11 12 13 14 15B C N

    Al Si P

    Ni Cu Zn Ga Ge As

    Pd Ag Cd In Sn Sb

    Pt Au Hg Tl Pb Bi

    Au Hg Grupo 11 12 Configuracin [Xe] 4f14 5d10 6s1 [Xe] 4f14 5d10 6s2 P.F. (C) 1064 -39 P.E. (C) 2807 356.7 (kSm-1) 426 10.4 D (gcm-1) 19.32 13.53

    IP(1) IP(2) IP(3) AE Hd (M2)Cu [Ar] 3d10 4s1 7.7 20.3 1.226 1.95

    Ag [Kr] 4d10 5s1 7.6 21.5 1.202 1.65

    Au [Xe] 4f14 5d 10 6s1 9.2 20.5 2.308 2.34

    Zn [Ar] 3d10 4s2 9.4 18.0 39.7

    Cd [Kr] 4d10 5s2 9.0 16.9 38.2

    Hg [Xe] 4f14 5d 10 6s2 10.4 18.7 34.5Cl2: 2.54; I2: 1.56

    Potencial de ionizacin

    Afinidad electrnica

    Entalpa de disociacin

  • 1/30/2005

    16

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Efectos relativistas Tratamiento relativista. Ecuacin de Dirac.

    Numeros cunticos n principal, n = 1, 2, 3,. l azimutal, l = 0,1, 2,n-1 j momento angular, j = + | l 1/2| m magntico, -j, -j+1, .j-1, j

    iht = ich x

    x + y

    y + z

    z

    m0c

    2

    r = n2h2 40meZe

    2

    mevr = nh v = e

    2Z40h

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Efectos relativistas Influencia de los efectos relativistas en los elementos pesados. Masa de un electrn que se mueve con una velocidad v:

    Contraccin relativista

    m = mo1- v

    c

    2

    ao = 4oh2

    me2el radio de Bohr:

    el radio relativista es ~20% menor que el relativista para electrones 1s.

    Los niveles ns superiores sufren tambin contraccin, pues deben ser ortogonales.

    vr = Z (au)Para el Hg (Z = 80 ) = 0.58 c

    me = h = e = a0 = 1

  • 1/30/2005

    17

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Efectos relativistas

    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Contraccin relativista

    0,8

    0,85

    0,9

    0,95

    1

    50 60 70 80 90 100

    rel / no-rel sfdp

    Z

    79Au

    Au (6s1)P: 2.54 (halgeno)CsAu Au2Hg (6s2)P: 2.00lquido Hg2 2+

  • 1/30/2005

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    J M Gutirrez-Zorrilla. Qumica Inorgnica 2004

    Efectos relativistas

    Expansin relativista Al sufrir los orbitales s (y p) una contraccin implica un

    apantallamiento ms eficiente de los orbitales d y f, que sufren una expansin relativista. Esta expansin se ha propuesto como explicacin del aumento del nmero de oxidacin

    Efecto del par inerteLos electrones 6s de los elementos posteriores al mercurio, Tl, Pb y Bi, son difciles de ionizar, lo cual explica la baja estabilidad del estado de oxidacin del grupo.