Quimica Propiedades atómicas y sus variaciones periódicas

Propiedades atómicas y sus variaciones periódicas

Introducción

El estudio de la materia y de sus propiedades en el mundo occidental, empezó ya en la antigüedad, siglo V con los griegos. Se describía el mundo material como la combinación de cuatro elementos. Tierra, agua, aire y fuego.

A medida que se iban descubriendo nuevos elementos químicos iban descubriendo analogías en sus propiedades.

Existe por tanto una ley natural que relaciona los distintos elementos y los agrupa en función de sus propiedades.

DOBENER en 1829, hizo la clasificación de los elementos en triadas, conjunto de tres elementos de propiedades muy similares. El central tenía el peso atómico medio de los extremos de la triada.

Li Ca Cl S

Na Sr Br Se k Ba I Te

NEWLAND, 1866, formulo la ley de las octavas. En aquella época se hablaba de pesos atómicos y no de masas atómicas. Estos agrupamientos de ocho elementos permitieron definir las primeras propiedades periódicas.

MENDELIEV Y MEYER, 1869, tomando de partida los estudios anteriores establecieron la primera tabla de elementos basándose en:

- Colocar los elementos por orden creciente de masas atómicas

- Agruparlos en función de sus propiedades. En el caso de Mendeliev en columnas.

Tuvo merito el dejar espacios libres para los elementos que en ese momento no habían sido aún descubiertos. Prediciendo incluso algunas de sus propiedades. Así predijo la existencia del elemento Germanio, al que inicialmente se le denomino Ekasilicio por sus propiedades semejantes al Silicio.

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Posteriormente a partir de la ley dada por Moseley, 1913, relacionaba la frecuencia de la radiación emitida (rayo X) cuando incidan electrones sobre los metales, con el denominado número atómico Z. Por tanto determina que el número atómico es una propiedad esencial de cada elemento. En la actualidad se sabe que ese número coincide con el número de protones del núcleo. Esto permitió asignar lugares definitivos en el sistema periódico.

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Desarrollo

Carga nuclear efectiva

La definición de carga nuclear nos da la oportunidad de entender los efectos de protección sobre las propiedades periódicas.

La carga nuclear efectiva es la carga positiva neta experimentada por un electrón en átomo polielectronico. El término “efectiva” se usa porque el efecto pantalla de los electrones más cercanos al núcleo evita que los electrones en orbitales superiores experimenten la carga nuclear completa. Es posible determinar la fuerza de la carga nuclear observando el número de oxidación del átomo.

En un átomo con un electrón, el electrón experimenta toda la carga del núcleo positivo. En este caso, la carga nuclear efectiva puede ser calculada usando la ley de Coulomb.

Sin embargo, en un átomo con muchos electrones, los electrones externos son, simultáneamente, atraídos al núcleo debido a su carga positiva, repelidos por los electrones cargados negativamente. La carga nuclear efectiva es un electrón de este tipo de átomo está dada por la siguiente ecuación:

Donde.-

Z es el número atómico, y define tanto el número de protones en el núcleo como el total de electrones de un átomo.

S es la constante de pantalla, depende del número de electrones entre el núcleo y el electrón considerado, y también en qué tipo de orbital se encuentran los electrones que restan carga nuclear. No contribuyen los electrones exteriores al nivel energético considerado, pero sí el resto de los vecinos del mismo

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