05 agosto 2011

propiedades atomicas de los elementos quimicos

Aquí describiremos la variación de las propiedades atómicas mas importantes.

1. Radio Atómico (R.A.):

Según el modelo atómico moderno, es muy difícil definir el radio atómico, porque según la mecánica ondulatoria, la densidad electrónica en torno al núcleo disminuye progresivamente sin un límite definido, por lo que no podemos definir estrictamente el nivel o capa externa, por lo tanto es erróneo definir el radio atómico como la distancia del núcleo hasta el nivel externo; sin embargo el radio atómico es muy importante para explicar muchas propiedades de los elementos como por ejemplo la densidad, temperatura de fusión, temperatura de ebullición, etc..

En los metales, los átomos están muy juntos, entonces es adecuado definir el radio atómico como la mitad de la distancia internuclear de dos atomos idénticos unidos mediante un enlace quimico.

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En caso de elementos no metales diatónicos (H2, Cl2, I2, Br2, etc.), el radio atómico se llama radio covalente, que es la mitad de la distancia internuclear (longitud de enlace) de átomos unidos mediante enlace covalente simple.

En general, el radio atómico nos proporciona el tamaño relativo del átomo.

2. Radio Iónico (R.I.):

Se define en forma análoga al radio atómico, pero en átomos ionizados; por lo tanto nos proporciona el tamaño relativo de los iones. Para determinar el radio iónico se considera posiciones adecuadas en la estructura cristalina de un sólido iónico.

El tamaño real del átomo o ion depende de su interacción con los átomos o iones circundantes que forman un cuerpo material. Además es imposible aislar solo un átomo o ion y medir su radio; por lo tanto se requiere de un método indirecto como es la técnica de difracción de rayos X.

radio ionico

En general, para cualquier elemento:

R.I (anión) > R.A. > R.I. (catión)

Variación general del radio atomico y radio ionico en la tabla periodica:

radio atomico y radio ionico

En general, en un periodo, el radio atómico y radio iónico aumenta de derecha hacia la izquierda, es decir conforme disminuye el numero atomico.

En el primer periodo se presenta una anomalía porque:

RA (H) < RA (He)

Respecto a todos los elementos:

♣ H: presenta el menor radio atómico

♣ Fr: Presenta mayor radio atómico

3. Energía de Ionización (E.I.) o Potencial de Ionización:

Es la mínima energía para quitar un electrón del nivel externo de un atomo en estado gaseoso y transformarse a cationes.

Para un átomo “X”:

energia de ionizacion

El proceso es endotérmico, porque gana o absorbe energía.

La energía de ionización generalmente se expresa en Kj/mol, esto es la cantidad de energía de KJ que se necesita para quitar un mol de electrones de un mol de átomos en estado gaseoso.

Para átomo polielectrónico, se consideran la primera energía de ionización (EI1), segunda energía de ionización (EI2), tercera energía de ionización (EI3), etc. para quitar un primer, segundo, tercer electrón, etc. respectivamente.

Así por ejemplo, para el neón (Z=10) que tiene 10 electrones, existen desde la primera hasta la décima energía de ionización,  Aquí indicamos 5 valores:

energia ionizacion polielectronico

Después de que un electrón se haya retirado de un átomo neutro, la fuerza de atracción nuclear sobre los electrones que quedan aumentan porque la carga nuclear permanece constante y el numero de electrones disminuye, entonces se necesita mayor energía para sacar otro electrón de catión, cuando mayor es la carga del catión, mayor será la energía de ionización, por lo que se cumple:

EI1 <  EI2 < EI3 < EI4 < EI5 < EI6 < …….

Variación de la E.I. en la tabla periódica:

variacion de energia ionizacion

Es decir, generalmente:

♣ En un periodo la E.I. es directamente proporcional al numero atómico o carga nuclear (Z)

♣ En un grupo la E.I. es inversamente proporcional al numero atómico (Z)

♣ Se observa que los metales tienen baja E.I.; es decir son fáciles de ionizarse para convertirse en cationes.

♠ Los gases nobles poseen los mas altos valores de E.I.

♣ Los no metales tienen mayores valores de E.I. que los metales.

♣ El elemento de mas alta E.I. (mas difícil de quitar un electrón) es el helio.

4. Afinidad Electrónica (A.E.)

Es la energía emitida (generalmente) o energía absorbida (casos especiales) cuando una especie quimica gana un electrón en estado gaseoso. Esta energía esta relacionada directamente con la capacidad del átomo para aceptar uno o mas electrones.

afinidad electronica caso general

Ejemplo:

♣ F(g) + e- → F-1 + 333 KJ/mol

A.E. = – 333 KJ/mol

afinidad electronica caso especial

Ejemplo:

♣ Be(g) + e- + 241 KJ/mol → Be-1

A.E. = + 241 KJ/mol

En la práctica, es difícil medir la A.E. de los elementos, razón por la cual se han hallado la A.E. de pocos elementos; la mayoría son valores estimados teóricamente.

Variación regular de la afinidad electrónica en la tabla periódica:

afinidad electronica

Generalmente:

♣ En un periodo, la  A.E.  aumenta conforme se incrementa la carga nuclear y se disminuye el radio atómico.

♣ En un grupo la A.E. aumenta al disminuir la carga nuclear y el radio atómico.

♣ Se observa que los metales tienen bajos valores de A.E. y los no metales tienen alto A.E.

♣ Los gases nobles tienen bajos A.E.

5. Electronegatividad (E.N.):

Es la fuerza relativa de un átomo para atraer electrones de enlace hacia su núcleo al unirse químicamente con otro átomo; en otros términos es la capacidad del átomo para atraer electrones de enlace.

La E.N. de los elementos se expresa en unidad de energía según la escala de Linus Pauling, quien desmosto que esta propiedad de los átomos depende en forma directa de la energía de enlace, esta a su vez depende de la E.I. y la A.E., por lo tanto podemos afirmar:

♣ Los elementos que tienen grandes E.I. y grandes A.E. presentan valores altos de electronegatividad, por lo tanto son de alto carácter no metálico.

♣ Los elementos que tienen pequeñas de energía de ionización y pequeñas afinidades electrónicas presentan valores bajos de electronegatividad, por lo tanto son de alto carácter metálico o electropositivos.

La E.N. tiene mucha utilidad para describir cualitativamente el tipo de enlace quimico entre los átomos.

En 1934, Robert S. Mulliken sugirió sobre bases teóricas que la E.N. de un átomo esta dado como la semidiferencia de su E.I. y la A.E.

ELECTRONEGATIVIDAD MULLIKEN

Variación regular de la electronegatividad en la tabla periódica:

variacion electronegatividad

Generalmente:

♣ En un periodo, la EN aumenta conforme aumenta la carga nuclear (Z)

♣ En un grupo, la EN aumenta al disminuir la carga nuclear.

♣ Los metales tienen bajos valores de EN, los minimos valores corresponden al Cesio (Cs) y Francio (Fr)

♣ Los no metales tienen altos valores de EN, el mas electronegativo es el fluor

Tambien puede revisar el indice de Tabla Periodica

6 comentarios

la pagina y la información me parece extraordinario, sobre todo para el nivel secundario, ya que mis alumnos están justo a este nivel. La información es precisa, clara y asimilable. Me ha sido mucha utilidad

Gracias, son muchos comentarios de apoyo. Y pensar que el blog comenzo hace 1 año aproximadamente sin muchas expectativas y ahora ya tengo mas de mil lectores por dia. es gratificante sus comentarios.

Dios los bendiga

Muchas gracias por el aporte... buscaba en internet como enseñar de manera CLARA esta materia y no encontré por ningún lado, hasta esta página!

Gracias.

jaaj poz la neta es k ami tmb me sirve i mucho

Gracias me Ayudo mucho..!!

waaa..esta muy interesante..sigan escribiendo cosas asii