Tendencias periódicas.docx

7/25/2019 Tendencias peridicas.docx

1/14

Tendencias peridicas

Ciertas propiedades de los elementos, exhiben un cambio gradualconforme nos movemos a lo largo de un periodo o una familia.

El conocer estas tendencias, nos ayudar a comprender laspropiedades qumicas de los elementos.

Estas son:

Tamao atmico

!otencial de ioni"acin

#finidad electrnica

Electronegatividad

Tamao Atmico

Del modelo cuntico del tomo podemos concluir que un tomono tiene una frontera definida, ello nos conduce a un problemaconceptual que puede definirse con la siguiente pregunta cul esexactamente el tamao de un tomo?

Se puede estimar el radio atmico suponiendo que los tomosson objetos esfricos que se tocan unos a otros al estar unidos en unamolcula
http://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_de


2/14

Figura 38: Distancia Br-Br en la molcula de Br2

La distancia del enlace Br-Br en el Br2es de 2.2 !, entonces elradio del tomo de Br es de "."# !

La distancia del enlace $-$ es de ".%# !, entonces el radio de untomo de $arbono es de &.'' !

$ la distancia del enlace en C%&r'

(ara tener capacidad de prediccin, es necesario que los radiosatmicos determinados )por medio de alguna tcnica* permane+caniguales, al considerar otros compuestos )es decir que sean aditios*

$on los datos anteriores pensando que los alores obtenidosson aditios, podemos predecir que la distancia de enlace $-Br esigual a "."# &.'' / ".0" !

1n mucos de los compuestos que tienen enlaces $-Br, ladistancia obserada tiene apro3imadamente este alor.

$on las consideraciones anteriores, podemos presentar lascaracter4sticas generales de las distancias de enlace obtenidas pormedio de las tcnicas como cristalografa de molculas pequeas,RMN y otras.

(u) observamos al examinar a los elementos'


3/14

#l ba*ar por una familia, los tomos crecen.+a ra"n'

#l cambiar de periodo aadimos otra capa.

# lo largo de un periodo los tomos disminuyen de tamao.+a ra"n'#l haber ms protones la carga positiva es mayor, eso atrae msa los electrones. Como no hemos cambiado de nivel, loselectrones estn ms atrados por el ncleo.

5l ba*aren una familia)columna* de la tabla peridica, el radioatmico crece

5l avan"ar hacia la derechaen un periodo )rengln* de la tablaperidica, el radio atmicodecrece

Figura 39: Comportamiento de los tamaos atmicos


4/14

Figura 4: !amao atmico " periodicidad# los elementos representati$os

Figura 4%: !amao atmico " periodicidad &ta'la larga(

Cules son las bases de estas observaciones?

-ay dos factores que afectan a los orbitales y por tanto a loselectrones de un tomo
http://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_dehttp://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/per10.htm#_Propiedades_peri%C3%B3dicas_de


5/14

1l n6mero cuntico principal )la energ4a de los electrones en eltomo*

La carga nuclear efectia )cuantos como estn los electronesde ese tomo*

# lo largo de un periodo /no cambia el nmero cunticoprincipal0 observamos

1l n6mero de electrones de core (electrones queapantallan) permanece constante 6nicamente ar4a el n6mero deelectrones de alencia

1l n6mero de electrones crece

Si el n6mero de electrones crece, pero el n6mero de electronesque apantallan la carga del n6cleo permanece constante, entonces lacarga nuclear efectia )Zeff* sobre los electrones de alencia crece ysern ms atrados hacia el ncleo conforme aan+amos en elperiodo, de manera que el radio disminuir

5s4 para los elementos en que estamos llenando la subcapa 7p,tenemos8

1n cada caso tenemos que a "2 electrones que apantallan)"s22s22p97s2*, de manera que al aumentar el n6mero de electrones dealencia8

Elemento #l 1i ! 1 Cl #r

2mero atmico "7 "# "% "9 "' "

3ef 1+ 2+ 3+ + !+ "+

Ahora bien al bajar en una familia (el nmero cuntico principal

aumenta)

!l nmero de electrones de valencia permanece constante


6/14

!l nmero cuntico principal aumenta

!l nmero de electrones "ue apantallan crece# pero tambi$n crece la

car%a nuclear & el resultado final es "ue esencialmente la car%a nuclear

efectiva sobre los electrones de valencia permanece constante

'uesto "ue al aumentar el nmero cuntico principal los electrones "ue

caben en el tomo son ms# al bajar en una familia# el radio atmico crece

'or ejemplo en la familia o A (ponemos a los electrones d valencia

en aul & a los de core# es decir los "ue apantallan# en rojo)

2oatmico

Elemento Configuracin electrnica 3ef 2ocuntico n

4 +i 5s66s5 " 2

55 2a 5s66s66p74s5 " 7

58 9 5s66s66p74s64p7:s5 " #

4; s5 " %

'otencial de ioniacin o ener%*a de ioniacin

Se define como la energ4a que se requiere para sacar al electrnms e3terno de un tomo neutro.

La energ4a de ioni+acin de un tomo mide que tan fuerte esteretiene a sus electrones

#a energ4a de ioni+acines la e$erga m$ima requerida paraquitar u$ electr%$ de u$ &tomo aislado gaseoso e$ su estado 'asal


7/14

:jo esto no se refiere a la energ4a requerida para quitar unelectrn de las capas internas, acurdate que esos estn masagarrados al tomo, porque estn ms cerca porque les toca mscarga del n6cleo.

5qu4 nos referimos al estado basal del tomo completo, entoncesel electrn que saldr ser el que tiene menos energ4a es decir el mslejano al n6cleo.

)a primera energ*a de ioni+acin, I%# es la energ*a necesaria para ,uitarle el

primer electrn del tomo:

.a&g( .a/

&g(/ %e-

La segunda energ4a de ioni+acin, ;2, es la energ4a requerida

para quitarle el siguiente electrn )esto es el segundo*del tomo.a/&g( .a2/&g(/ %e-

1ntre maor sea el alor del sub4ndice en ;n maor ser ladificultad para quitar ese electrn

Con0orme ,uitamos electrones# la carga positi$a del n1cleo no cam'ia# "

esto conduce a ,ue a"a menos repulsin entre los electrones ,ue ,uedan

La


8/14

#l %'' ""9 2'## "",9&&

=ambin a un gran incremento en la energ4a de ioni+acincuando se quitan los electrones de las capas ms internas n-" )esdecir la que no son de alencia.*

Esto se de'e al eco de ,ue al pasar a un or'ital con n1mero cuntico

principal menor# el electrn ,ue se intenta ,uitar est muco ms cerca del n1cleo

" por tanto est muco ms atra*do

)os electrones interiores estn tan unidos al tomo ,ue son mu" di0*ciles de

ioni+ar de tal manera ,ue no participan en el enlace ,u*mico

Tendencias peridicas de la ener%*a de ioniacin

!rimera energa de ioni"acin en funcin del nmero atmico

5l aan+ar en un periodo, la energ4a de ioni+acin aumenta alincrementar el n6mero atmico

5l bajar en una familia, la energ4a de ioni+acin disminue alincrementar el n6mero atmico


9/14

Figura 42: Comportamiento de la energ*a de ioni+acin

+as bases f*sicas de estas observaciones son

$onforme crece la carga efectia o conforme la distancia delelectrn al n6cleo disminue, abr maor atraccin entre el n6cleo el electrn. La carga efectia crece a lo largo de un periodo ademsel radio atmico tambin disminue

5l bajar en una familia, la distancia entre el n6cleo el electrnaumenta la atraccin entre el electrn el n6cleo disminue

Cul de los siguientes elementos tiene la menor energa deioni"acin' &, #l, C o 1i

(robablemente el 5l. Sus electrones de alencia tienen un n6merocuntico principal maor que el $ o el B por tanto estn ms lejos deln6cleo, adems su n6cleo tiene menor carga efectia que el Si.

Afinidad electrnica

1e define como la energ4a que se obtiene cuando un tomo ganaun electrn

Los tomos pueden ga$ar electro$espara formar iones cargadosnegatiamente )aniones*

La afinidad electrnicaes el cambio energtico asociado alproceso en el que un tomo en estado gana un electrn.

(ara todos los &tomos cargados positi)ame$te y para la mayorade los &tomos $eutros, e$ este proceso se li'era e$erga cua$do seaade u$ electr%$

Cl&g(/ e- Cl-&g( 5E 6 -328 7 mol

La reaccin anterior indica que el cloro tiene una afinidad electrnicade -72 >?@mol.


10/14

Entre mayor sea la atraccin que tiene el tomo por el electrn,ms exotrmico ser el proceso

(ara los aniones algunos tomos neutros, aAadir un electrn noes tan fcil dando como resultado un proceso endotrmico, es decir sedebe de acer trabajo para for+ar al electrn dentro del tomo,produciendo un anin inestable.

Los algenos, a los que 6nicamente les falta un electrn parallenar la subcapap, son los que tienen maor atraccin por unelectrn, es decir tienen las afinidades electrnicas con los aloresnegatios ms grandes. 5l aAadirles un electrn, obtienen la mismaconfiguracin electrnica que la de los gases nobles.

1n cambio las familias 25 5 tienen su'capas lle$as )s, prespectiamente* por lo tanto el electrn aAadido debe colocarse enun orbital de maor energ4a. 1l aAadir electrones a estos elementos esunproceso e$dotrmico.

#a te$de$cia ge$eral para la afinidad electrnica es la de )ol)ersem&s $egati)a al mo)er$os a la derec*a a lo largo de u$ periodo,sie$do los )alores mayores los de los *al%ge$os.

Las afinidades electrnicas no cambian muco al bajar en una

familia

5unque la distancia de los electrones al n6cleo aumenta al bajaren la familia a menos atraccin,

Sin embargo, los electrones en la subcapa tienen ms espacio por tanto las repulsiones interelectrnicas son menores

Dalores de la afinidad electrnica de los halgenos

Elemento Bon E /?@ A mol0

% -72


11/14

Cl Cl% -7#0

&r &r% -72%

B B% -20%

Figura 4: Comportamiento de la a0inidad electrnica


12/14

Figura 4;: Comportamiento de la a0inidad electrnica

!lectrone%atividad

1e define como la capacidad que tiene un tomo para atraerelectrones

Figura 4


13/14

,esumen de las tendencias peridicas#l decrecer el tamao atmico

El 5er potencial de ioni"acin crece

+os electrones son ms difciles de quitar

#adir electrones es fcil

+os metales son mayores, por tanto tienden a perder electrones

+os no metales son pequeos, de manera que tienden a ganarelectrones

'ropiedades atmicas

1structura atmica

:rbitales8 es la regin del espacio que ocupan los electrones en untomo

Los n6meros cunticos

S4mbolo ombre Calor

principal 1nteros de & a =

L momento angular orbital 1nteros de & a n-"

ml :rientacin magntica enteros de -l a l


14/14

ms esp4n >

El principio de exclusin de !auli. ing6n electrn puede tener losmismos cuatro n6meros cunticos iguales en el mismo tomo

El principio deAufbau)construccin*

Tendencias periódicas.docx

Documents

Transcript of Tendencias periódicas.docx