FISICO QUMICA

PROPIEDADES PERIDICAS 3 ao - Escuela N 791

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PROPIEDADES PERIDICAS

La utilidad de la Tabla Peridica reside en que la ordenacin de los elementos qumicos permite poner de manifiesto muchas regularidades y semejanzas en sus propiedades y comportamientos. Por ejemplo, todos los elementos de un mismo grupo poseen un comportamiento qumico similar, debido a que poseen el mismo nmero de electrones en su capa ms externa (estos electrones son los que normalmente intervienen en las reacciones qumicas). Existen, por tanto, muchas propiedades de los elementos que varan de forma gradual al movernos en un determinado sentido en la tabla peridica, como son: radio atmico, radio inico, energa de ionizacin, electronegatividad, electroafinidad y carcter metlico.

RADIO ATMICO

El tamao de un tomo no es invariable sino que depende del entorno inmediato en el que se encuentre, de su interaccin con los tomos vecinos. Estimar el tamao de los tomos es un poco complicado debido a la naturaleza difusa de la nube electrnica que rodea al ncleo y que vara segn los factores ambientales. Se realizan las medidas sobre muestras de elementos puros no combinados qumicamente y los datos as obtenidos son los tamaos relativos de los tomos.

El radio atmico de un elemento, es la mitad de la distancia entre los centros de dos tomos vecinos.

Los radios atmicos se indican a menudo en angstroms A (10-10 m), nanmetros (nm, 10 -9 m) picometros (pm, 10 -12 m).

Variacin peridica del Radio Atmica

Bajando en cualquier grupo en la tabla peridica se observa un incremento ms bien considerable en el tamao atmico. En este caso al aumentar el nmero atmico, aumenta la cantidad de niveles de energa, por lo que el tomo aumenta su tamao, encontrndose los electrones ms alejados del ncleo, donde son atrados con menor fuerza.

A lo largo de un periodo hay un decrecimiento pequeo aunque generalizado en el tamao del radio atmico. Esto se debe al hecho de que a medida que avanzamos en el periodo, los elementos estn en el mismo nivel de energa o a igual distancia del ncleo, pero al mismo tiempo la carga nuclear va aumentando de 1 en 1 en cada elemento. A pesar de esto, hay tambin un incremento en el nmero de electrones, cada electrn es atrado hacia el ncleo, por tanto a mayor carga nuclear mayor atraccin de los electrones hacia el ncleo.

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RADIO INICO

El radio inico se define en relacin a iones. Un in es una especie qumica con carga, ya sea esta positiva o negativa, y se originan debido a que los elementos tratan de parecerse al gas noble ms cercano (elementos del grupo 18), ya que estos tienen una estabilidad superior debido a que sus niveles energticos se encuentran completos.

El trmino in significa ir hacia y hace referencia a un circuito elctrico, es por eso que las sustancias cargadas positivamente se llaman CATIONES (van hacia el ctodo, polo negativo) y las sustancias cargadas negativamente se llaman ANIONES (van hacia el nodo, polo positivo). Como un tomo es elctricamente neutro, cuando, por ejemplo, gana un electrn de ms, queda cargado con -1. Mientras que si pierde un electrn queda cargado con un +1.

La capacidad de un tomo para ganar o perder electrones est dada por su electronegatividad, energa de ionizacin y electroafinidad (propiedades que se vern ms abajo).

El tamao de un ion depende de:

Su carga nuclear.

Nmero de electrones.

Orbitales en los que residen los electrones de la capa exterior.

Variacin peridica del Radio Inico

Los iones positivos sencillos son siempre ms pequeos que los tomos de los que derivan y, al aumentar la carga positiva, su tamao disminuye.

Los iones sencillos cargados negativamente son siempre mayores que los tomos de los que derivan. El tamao aumenta con la carga negativa.

En un grupo, el radio inico vara de igual forma que el radio atmico, es decir al descender en un grupo el radio inico aumenta. A lo largo de un periodo, disminuye su tamao.

EN RESUMEN: Los radios inicos, en general, aumentan al descender por un grupo y disminuyen a lo largo de un periodo. Los cationes son menores que los respectivos tomos neutros y los aniones son mayores.

Comparaciones entre los radios inicos

(derecha) con respecto a sus radios

atmicos originales, (izquierda) para una

elemento cualquiera que gana un electrn y

otro cualquiera que pierda uno.

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ENERGA DE IONIZACIN (EI)

Es la energa necesaria para extraer un electrn de un tomo neutro en estado gaseoso y formar un catin.

Variacin peridica de la Energa de Ionizacin

Cada elemento polielectrnico tiene tanta energa de ionizacin como electrones tenga, siendo siempre el primer potencial el menor de todos y va aumentando a medida que se van quitando los electrones, es decir, se va haciendo cada vez ms difcil extraer los electrones que estn ms cerca del ncleo que los que estn ms alejados de ste.

Como un aumento de energa implica dificultad, los no-metales (ubicados al costado derecho de la tabla peridica) poseen las energas ms altas, por lo cual la energa de ionizacin aumenta a medida que se avanza en un periodo; mientras que a medida que un tomo se hace ms grande es ms sencillo extraer su electrn ms alejado, ya que este se siente menos atrado hacia el ncleo, por lo cual la energa de ionizacin disminuye a medida que se baja en un grupo.

ELECTRONEGATIVIDAD

Es una de las propiedades ms importantes para la qumica, ya que es esta propiedad la que explica el tipo de enlace qumico en un compuesto y las propiedades de reaccin de stos. La electronegatividad se puede definir como la capacidad que tiene un elemento para atraer electrones.

Pauling la defini como la capacidad de un tomo en una molcula para atraer electrones hacia as. Sus valores, basados en datos termoqumicos, han sido determinados en una escala arbitraria, denominada escala de Pauling, cuyo valor mximo es 4 que es el valor asignado al flor, el elemento ms electronegativo. El elemento menos electronegativo es el cesio, tiene una electronegatividad de 0,7.

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Variacin peridica de la electronegatividad

Un tomo con una afinidad electrnica muy negativa y una energa de ionizacin elevada, atraer electrones de otros tomos y adems se resistir a dejar ir sus electrones ante atracciones externas; ser muy electronegativo.

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 transicin no son tan regulares.

ELECTROAFINIDAD

Tambin llamada afinidad electrnica, corresponde a la energa que libera un elemento cuando capta un electrn desde el infinito. Esta definicin hace referencia a la capacidad que tiene un elemento para poder captar electrones, por ende, los metales sern los que tengan una electro afinidad menor, los cuales se ubican a la izquierda de la tabla peridica, por lo tanto esta propiedad aumenta a medida que se avanza en el perodo y disminuye a medida que se baja en el grupo.

Variacin peridica de la electroafinidad

La variacin de afinidad electrnica dentro del sistema peridico es similar a la variacin de la energa de ionizacin, aunque es mucho menos peridica. A partir de estas dos propiedades se puede analizar hasta qu punto un tomo neutro est satisfecho con su nmero de electrones. A mayor potencial de ionizacin y electroafinidad, mayor es la apetencia electrnica (electronegatividad) de la especie.

CARCTER METLICO

Un elemento se considera METAL, desde un punto de vista electrnico, cuando cede fcilmente electrones y no tiene tendencia a ganarlos. El NO METAL tendr tendencia a la captacin de electrones.

Variacin peridica del Carcter Metlico

En un grupo el carcter metlico aumenta al aumentar el nmero atmico, los electrones estn ms separados del ncleo por lo que son cedidos con mayor facilidad. En un perodo al disminuir el tamao del tomo, el tomo se contrae, los electrones son atrados con mayor fuerza y el carcter metlico disminuye. Por lo tanto, a medida que descendemos en un grupo los electrones estn ms libres, menos atrapados por el campo de atraccin del ncleo y el carcter metlico aumentar. Al avanzar hacia la derecha en un periodo la afinidad electrnica al aumentar, hace que el tomo tenga tendencia a captar electrones (mayor electronegatividad), y por tanto el carcter metlico disminuir.