Las propiedades periódicas son aquellas que varían de forma gradual al movernos en un
determinado sentido en el sistema periódico. Como más adelante veremos, existe una periodicidad de esas propiedades en la tabla. Esto implica que la variación de una de ellas en los grupos va a responder a una regla general. Dicha variación nos permite, al conocer estas reglas de variación, cuál va a ser el comportamiento químico de un elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera, de sus propiedades periódicas.
La comprensión de esta periodicidad permitirá entender mejor el enlace de los compuestos simples, así como la variación periódica detectada en las propiedades físicas de los elementos químicos (puntos de fusión, de ebullición, etc..).
La comprensión de esta periodicidad permitirá entender mejor el enlace de los compuestos simples, así como la variación periódica detectada en las propiedades físicas de los elementos químicos (puntos de fusión, de ebullición, etc..).
1.-RADIO
ATÓMICO
El radio atómico identifica
la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico, es posible determinar el tamaño del átomo.
El tamaño de un átomo no es invariable, sino
que depende del entorno inmediato en el que se
encuentre, de su interacción con los átomos vecinos. Estimar el tamaño de los
átomos es un
poco complicado, debido a la naturaleza difusa de la nube electrónica que rodea
al núcleo y
que varía según los factores ambientales. Se realizan las medidas sobre
muestras de elementos
puros no combinados químicamente y los datos así obtenidos son los tamaños relativos
de los átomos.
El
radio atómico de un elemento es la mitad de la distancia entre los centros de
dos átomos vecinos.
•
Aumentan hacia abajo en un grupo (en cada nuevo periodo los electrones más
externos
ocupan niveles que están más alejados del
núcleo, los orbitales de
mayor
energía son cada vez más grandes, y además, el efecto de
apantallamiento
hace que la carga efectiva aumente muy lentamente de un
período
a otro).
•
Disminuyen a lo largo de un periodo (los nuevos electrones se encuentran en el
mismo
nivel del átomo, y tan cerca del núcleo como los demás del mismo nivel.
El
aumento de la carga del núcleo atrae con
más fuerza los electrones y el
átomo
es más compacto).
•
En el caso de los elementos de transición, las variaciones no son tan obvias ya
que
los electrones se añaden a una capa interior, pero todos ellos tienen radios
atómicos
inferiores a los de los elementos de los grupos precedentes IA y IIA.
Los
volúmenes atómicos van disminuyendo hasta que llega un momento en el
que
hay tantos electrones en la nueva capa que los apantallamientos mutuos y
las
repulsiones se hacen importantes, observándose un crecimiento paulatino
tras llegar a un mínimo.
2.-RADIO
IÓNICO
El radio iónico es, al
igual que el radio atómico, la distancia entre
el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo,
pero haciendo referencia no al átomo, sino al ion.
La
estructura y la estabilidad de los sólidos iónicos dependen de manera crucial
del tamaño de los iones.Éste
determina tanto la energía de red del sólido como la forma en que los iones se
empacan en el sólido.
El tamaño de un ion depende
de:
•
Su carga nuclear.
•
Número de electrones.
•
Orbitales en los que residen los electrones de la capa exterior.
Variación
periódica
•
Los iones positivos sencillos son siempre más pequeños que los átomos de los
que
derivan
y, al aumentar la carga positiva, su tamaño disminuye.
•
Los iones sencillos cargados negativamente son siempre mayores que los átomos
de
los que derivan. El tamaño aumenta con la carga negativa.
•
Dentro de un grupo, las diferencias entre los radios atómicos e iónicos son muy
parecidas.
Para iones con la misma carga, el tamaño aumenta conforme bajamos
por
un grupo de la tabla periódica. Un aumento en el número cuántico principal
del
orbital ocupado más externo de un ion, aumenta también el tamaño del ion así
como
el del átomo del que deriva
3-POTENCIAL
DE IONIZACIÓN
1 º Potencial de ionización:
Energía
necesaria para arrancar un e- de un átomo aislado en fase gaseosa en su estado
fundamental
y obtener un ion monopositivo gaseoso en su estado fundamental más un electrón sin
energía cinética. Siempre se les asigna un valor positivo, por tratarse de una
reacción endotérmica
(abosorbe energía).
2º Potencial de ionización:
Energía necesaria para arrancar a un ion
monopositivo gaseoso en estado fundamental y
obtener
un ion dipositivo en las mismas condiciones mas un electrón sin energía
cinética.
Energía
de ionización total para llegar a un ion
determinado es la suma de los sucesivos
potenciales
de ionización.
Las energías de ionización miden, por tanto,
la fuerza con que el átomo retiene sus
electrones.
Energías pequeñas indican una fácil eliminación de electrones y por
consiguiente
una fácil formación de iones positivos.
Los potenciales de ionización sucesivos para
un mismo elemento crecen muy
deprisa,
debido a la dificultad creciente para arrancar un electrón cuando existe
una
carga positiva que le atrae y menos cargas negativas que le repelan.
El conocimiento de los valores relativos de
las energías de ionización sirve para
predecir
si un elemento tenderá a formar un compuesto iónico o covalente
Variación
periódica:
•
Dentro de una familia, el aumento del número de electrones tiende a reducir
el
potencial de ionización debido a los efectos combinados del tamaño y de
efecto
pantalla. Al descender en un grupo, se obtienen átomos más
voluminosos
en los que los electrones están menos retenidos, por lo que el
potencial
de ionización decrecerá.
•
En un periodo tiende a aumentar al hacerlo el número atómico. En principio,
la
tendencia que cabria esperar es que al aumentar la carga nuclear efectiva y
no
aumentar apenas el radio atómico, la energía de ionización sea cada vez
mayor.
•
En cada segmento periódico, los gases nobles tienen las energías de ionización
más
elevadas. Estos gases son elementos muy estables y sólo los más pesados de
ellos
muestran alguna tendencia a unirse con elementos para dar compuestos.
4.-AFINIDAD
ELECTRÓNICA
Energía desprendida en un proceso en
el que un determinado átomo neutro gaseoso en estado fundamental, capta un electrón para
dar un ion mononegativo gaseoso en estado fundamental.
Este proceso de captación de
electrones suele ser favorable (la
atracción nuclear compensa la repulsión electrónica).
Las segundas, terceras, ... afinidades
electrónicas son siempre energéticamente desfavorables.
La energía total puesta en juego para
pasar de un átomo neutro en estado fundamental y gaseoso a un ion negativo con
n cargas es la suma de las afinidades electrónicas.
Variación
periódica
La variación de afinidad electrónica dentro
del sistema periódico es similar a la
variación
del potencial de ionización, aunque es mucho menos periódica. A partir
de
estas dos propiedades se puede analizar hasta que punto un átomo neutro está
satisfecho
con su número de electrones. A mayor potencial de ionización y
electroafinidad,
mayor es la apetencia electrónica
(electronegatividad) de la
especie.
5.ELECTRONEGATIVIDAD
La electronegatividad de un elemento
mide su tendencia a atraer hacia sí electrones, cuando está químicamente combinado con otro átomo.
Cuanto mayor sea, mayor será su capacidad para atraerlos.
•
Pauling la definió como la capacidad de un átomo en una molécula para atraer
electrones
hacia así. Sus valores, basados en datos
termoquímicos, han sido
determinados
en una escala arbitraria, denominada
escala de Pauling, cuyo
valor
máximo es 4 que es el valor asignado al flúor, el elemento más
electronegativo.
El elemento menos electronegativo, el
cesio, tiene una
electronegatividad
de 0,7.
•
La electronegatividad de un átomo en una molécula está relacionada con su
potencial
de ionización y su electroafinidad.
•
Un átomo con una afinidad electrónica muy negativa y un potencial de
ionización
elevado, atraerá electrones de otros átomos y además se resistirá a
dejar
ir sus electrones ante atracciones externas; será muy electronegativo.
Variación
periódica
•
Las electronegatividades de los
elementos representativos aumentan de izquierda a
derecha a lo largo de los
periodos y de abajo a arriba dentro de cada grupo.
•
Las variaciones de electronegatividades de los elementos de transición no son tan
regulares.
En general, las energías de ionización y las electronegatividades son
inferiores
para los elementos de la zona inferior izquierda de la tabla periódica que
para
los de la zona superior derecha.
•
El concepto de la electronegatividad es muy útil para conocer el tipo de enlace
que
originarán
dos átomos en su unión:
•
El enlace entre átomos de la misma clase y de la misma electronegatividad es
apolar.
•
Cuanto mayores sean las diferencias de electronegatividad entre dos átomos
tanto
mayor
será la densidad electrónica del orbital molecular en las proximidades del
átomo
más electronegativo. Se origina un enlace polar.
•
Cuando la diferencia de electronegatividades es suficientemente alta, se
produce
una
transferencia completa de electrones, dando lugar a la formación de especies
iónicas.
La electronegatividad es una
medida de la fuerza con la que un átomo atrae un par de
electrones de un enlace. Cuanto
mayor sea la diferencia de electronegatividad entre
átomos implicados en un enlace más
polar será éste.
Los compuestos formados por
elementos con electronegatividades muy diferentes tienden
a formar enlaces con un marcado
carácter iónico
5.1
CARÁCTER METÁLICO
Se
entiende por metal un elemento con pocos electrones en su última capa ( 1 ó 2)
y
excepcionalmente
(3 ó 4) y gran tendencia a cederlos.
.
El
no metal tendrá gran tendencia a la captación de electrones. Por tanto a medida que descendemos en un
grupo los electrones están “ más libres” , menos atrapados
por el campo de atracción del núcleo y el carácter metálico aumentará.
Al avanzar hacia la derecha en un
periodo la afinidad electrónica al aumentar, hace que el
átomo tenga tendencia a captar
electrones (mayor electronegatividad), y por tanto el carácter metálico disminuirá
