Cuestionario De Derecho

de los grupos y periodos de ésta. Por la posición de un elemento podemos predecir qué valores tendrán dichas propiedades así como a través de ellas, el comportamiento químico del elemeneto en cuestión. Tal y como hemos dicho, vamos a encontrar una periodicidad de esas propiedades en la tabla. Esto supone por ejemplo, que la variación de una de ellas en los grupos o periodos va a responder a una regla general. El conocer estas reglas de variación nos va a permitir conocer el comportamiento, desde un punto de vista químico, de un elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera de sus propiedades periódicas.

Propiedades más importantes

Hay un gran número de propiedades periódicas. Entre las más importantes destacaríamos:

- Estructura electrónica

- Radio atómico

- Volumen atómico

- Potencial de ionización

- Afinidad electrónica

- Electronegatividad:

- Carácter metálico

- Valencia iónica

- Valencia covalente

- Radio iónico

- Radio covalente

Y también las siguientes propiedades físicas tienen una variación periódica:

- Densidad

- Calor específico

- Punto de ebullición

- Punto de fusión

Nosotros solamente vamos a describir las nueve primeras, pero en la Tabla Periódica interactiva de esta unidad encontrarás los valores de todas ellas correspondientes a cada elemento de la tabla.

Radio atómico

Se define el radio atómico como la distancia más probable del electrón más externo al núcleo. Obsérvese que decimos distancia más probable, ya que según la mecánica cuántica, el electrón no se encuentra confinado en una órbita o trayectoria cerrada y solamente podemos hablar en términos de probabilidad de encontrar al electrón en un punto dado del espacio.

Conceptos próximos al de radio atómico son el de radio iónico y el de radio covalente que serían básicamente el mismo concepto indicado, salvo que se refiera a cuando el átomo está en forma de ión, en el primer caso, o formando una molécula diatómica con otro átomo igual en el segundo. Estas dos propiedades quedan fuera del alcance de nuestro propósito y por ello no hablaremos más.

De los datos experimentales que se conocen, se infiere que el radio atómico disminuye a lo largo de un periodo y por el contrario aumenta al descender en un grupo de la Tabla Periódica. Parece que esto es un contrasentido pues es de esperar que al aumentar Z, el átomo al poseer más electrones aumente de tamaño y que por tanto a mayor Z, mayor radio.

La explicación no es sencilla, tiene que ver con lo que se denomina "efecto pantalla" que, para explicarlo en términos fáciles de entender, no es otra cosa que el efecto que causan los electrones más internos en el electrón más externo. Hay que pensar que el electrón está sometido a la fuerza de atracción proveniente del núcleo y a la de repulsión debido a los otros electrones que tiene el átomo. Cuando estos electrones están en orbitales más internos (los que tienen n menor) el efecto es mayor que cuando residen en orbitales tan externos como el del electrón al que repelen.

Veamos primeramente la variación en un periodo. Cojamos para aclarar el segundo periodo que empieza con el Li=1s22s1 y que acaba con el Ne=1s22s22p6. Si nos fijamos, los siete electrones de diferencia que hay entre uno y otro, se han ido incluyendo en orbitales s o p con el mismo número cuántico principal (n=2), estos nuevos electrones son poco apantallantes y repelen poco al electrón más externo, mientras que el núcleo, de uno a otro elemento, ha aumentado en 8 protones. En el balance, la atracción nuclear supera a la repulsión electrónica por eso el radio disminuye.

En un grupo sucede lo contrario. Tomemos como ejemplo el primer grupo de la tabla periódica. Del H Z=1, al Ra Z=88, el núcleo adquiere 87 protones, pero los 87 electrones han ido ocupando orbitales más internos (dede n=1 hasta n=6) ocasionando un gran efecto pantalla. En el balance, la repulsión es muy grande frente a la atracción nuclear y esto permite que ese electón más externo esté poco atraído por el núcleo y por tanto el radio atómico aumente.

En la siguiente actividad interactiva podemos apreciar lo anteriormente dicho.

El valor del radio atómico viene medido en armstrongs(Å), 1Å=10-10m.

Volumen atómico

El volumen atómico se define como la masa molecular dividida por la densidad y se suele expresar en cm3/mol. Es fácil:

V=M/d (g/mol : g/cm3= cm3/mol)

En el caso de sustancias gaseosas se toma la densidad y el punto de ebullición ya que la densidad de un gas cambia mucho con la temperatura. En realidad, el volumen atómico representa el volumen de un mol de átomos del mismo elemento. La variación en la Tabla Periódica es similar a la del radio atómico, y las razones son las mismas que para el caso del radio atómico, por ello no nos extenderemos más.

Potencial de ionización

Se define el potencial de ionización como la energía que debemos suministrar a un átomo para arrancarle un electrón. Esquemáticamente, para un átomo A cualquiera, podemos escribir:

A + PI = A+ + e-

Donde PI representaría la energía a suministrar. El potencial de ionización nos mide la "facilidad" con la que un átomo neutro se puede convertir en un ión positivo (catión). En teoría, el proceso puede repetirse y las cantidades de energía necesarias se llamarían segundo potencial de ionización, tercer... etc.

La energía que habrá que suministrar al electrón para que pueda escapar del átomo tendrá que ver con la mayor o menor fuerza con la que es atraído por el núcleo y repelido por los otros electrones, y esta a su vez depende del número de protones (Z) y de la repulsión de los otros electrones sobre el que se va a arrancar. En definitiva volvemos a lo mismo: al efecto pantalla.

Después de lo dicho, la cosa queda clara. Según bajamos en un grupo el efecto pantalla aumenta, como ya vimos en el caso del radio atómico y, por tanto, según bajamos en un grupo, el potencial de ionización disminuye. Por el contrario, a lo largo del periodo, el efecto pantalla disminuye y por tanto, a lo largo de un periodo, el potencial de ionización aumenta.

Según esto, los elementos cuanto más a la izquierda y más abajo estén situados en la Tabla Periódica (los metales) mayor facilidad tendrán de formar iones

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