Propiedades Periódicas Ubicación del elemento en la tabla Tabla Periódica Propiedades Periódicas Ubicación del elemento en la tabla

TABLA PERIODICA En 1869 Dimitri Mendeleev propuso una tabulación de los elementos basada en la recurrencia periódica y regular de las propiedades. Cuando se descubrió la ordenación periódica de los elementos, se realizó de forma que elementos con propiedades químicas similares cayeran en la misma vertical, en el mismo grupo, de forma que algunas propiedades, que dependen más o menos directamente del tamaño del átomo, aumentaran o decrecieran regularmente al bajar en el grupo (afinidad electrónica, potencial de ionización, electronegatividad, radio atómico o volumen atómico).

TABLA PERIODICA

Configuración electrónica en la tabla periódica

Variación de Z* en la tabla. aumenta Variación de Z+ en la Tabla periódica

Esquema de propiedades Relaciones de Tamaño Relaciones de Energía Volumen Atómico Potencial de Ionización Radio Atómico Electronegatividad Radio Covalente Electroafinidad Radio Iónico Electropositividad

Propiedades periódicas Electronegatividad. Tendencia de un átomo de atraer hacia sí los electrones de otro cuando se forma un enlace químico. Afinidad electrónica. Cantidad de energía que se libera cuando un átomo neutro gana un electrón y se vuelve anión. Potencial de ionización. Energía para tomar un electrón de un átomo. Radio atómico. Representa la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia Disminución de potencial de ionización Disminución de electroafinidad Aumento de electronegatividad Aumento de radio atómico Aumento de electroafinidad Disminución de electronegatividad Aumento de potencial de ionización Disminución de radio atómico

Volumen Atómico Vol.Atom. = M/d Relación entre masa atómica y densidad electrónica de un elemento. Vol.Atom. = M/d Ejemplos: Hidrogeno = 14.4 cm3/mol – Carbono: = 4.58 cm3/mol Esto en la tabla periódica se aplica en que el V disminuye en un periodo de izquierda a derecha y aumenta en un grupo de acuerdo con el incremento de su numero atómico.

Radio Atómico y Iónico Se define como “La media del radio del átomo en varios compuestos covalentes’’ El radio atómico se presenta en diferentes formas como: Radio Covalente: Se define como “La mitad de la distancia entre 2 átomos iguales unidos por un enlace simple. Radios Iónicos: se determinan en redes cristalinas, se definen como la distancia entre el centro del núcleo y el electrón mas alejado del mismo.

Radio Atómico La densidad, punto de fusión o ebullición dependen de él Se define como la mitad de la distancia entre dos átomos en enlaces covalentes

EL RADIO ATÓMICO Representa la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia (la más externa). Por medio del radio atómico es posible determinar el tamaño del átomo . A mayor carga nuclear efectiva los electrones estarán más fuertemente enlazados al núcleo y menor será el radio atómico. Dentro de un periodo, el radio atómico disminuye constantemente debido a que aumenta la carga nuclear efectiva

Variación del radio atómico a lo largo de la tabla periódica. Radio atómico. Distancia que existe entre el centro del núcleo y el electrón más alejado del mismo. Litio (2,05 Å) Berilio (1,40 Å) Boro (1,17 Å) Carbono (0,91 Å) Nitrógeno (0,75 Å) Oxígeno (0,65 Å) Flúor (0,57 Å) Neón (0,51 Å) Sodio (2,23 Å) Potasio (2,77 Å) Rubidio (2,98 Å) Cesio (3,34 Å) Variación del radio atómico a lo largo de la tabla periódica.

Radio Atómico y Radio Iónico PROPIEDADES PERIÓDICAS Radio Atómico y Radio Iónico

RADIO IÓNICO Es el radio de un catión o de un anión.. Cuando un átomo neutro se convierte en un ión, se espera un cambio en el tamaño. Si el átomo forma un anión, su tamaño aumenta dado que la carga nuclear permanece constante pero la repulsión resultante entre electrones extiende el dominio de la nube electrónica. Por otro lado, un catión es más pequeño que su átomo neutro, dado que quitar uno o más electrones reduce la repulsión electrón–electrón y se contrae la nube electrónica El radio iónico aumenta de acuerdo al radio atómico

Radio Iónico Un ión es un átomo con carga neta positiva o negativa Los átomos con carga negativa se llaman aniones y los positivos, cationes El cambio en su configuración electrónica incide en su radio

Radio Iónico El radio covalente es menor que el radio ionico, al aumentar la cantidad de electrones (anión)

Comparación entre iones isoelectrónicos Radio Iónico Comparación entre iones isoelectrónicos

Comparación de radios atómicos e iónicos Iones isolectrónicos

Potencial o Energía de Ionización (P.I.) Es la energía necesaria para retirar el electrón mas débil retenido en un átomo gaseoso desde su estado fundamental. Se puede representar en 2 ecuaciones: A + Energía --------------> A+ + e- Átomo (gaseoso) + Energía ----> Catión (Ion positivo) + 1 electrón (e-)

POTENCIAL DE IONIZACIÓN Energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrón más débil retenido. X + 1ªE.I. X+ + e- primera ionización X+ + 2ªE.I. X2+ + e- segunda ionización; su valor es siempre mayor que la primera La magnitud de la energía de ionización es la medida de que tan fuertemente se encuentra el electrón unido al átomo, entre más grande es esta magnitud, más difícil es quitar el electrón.

Energía de ionización (EI) Se pueden “extraer” sucesivamente más electrones Cada electrón es más difícil de arrancar (más energía) Es muy difícil eliminar los electrones de una capa “llena”

Tendencia Periódica - EI La energía de ionización crece con el período de izq. a derecha La energía de ionización decrece con el grupo hacia abajo

Afinidad Electrónica o Electroafinidad (E.A.) Es la energía relacionada con la adición de un electrón a un átomo gaseoso para formar un Ion negativo. Se representa con la ecuación: Átomo (gaseoso) + 1 electrón (e-) -----> Anion (Ion negativo) Las electroafinidades pueden ser positivas o negativas y son inversamente proporcionales al tamaño del átomo.

AFINIDAD ELECTRONICA Es el cambio de energía cuando un átomo acepta un electrón en el estado gaseoso y se concierte en un ión mononegativo: Entre más negativa sea la afinidad electrónica, mayor será la tendencia del átomo a aceptar un electrón.

Tendencias en Afinidad Electronica

Electronegatividad (E.N) Es una Tendencia o capacidad de un átomo, en una molécula . Con esto logra atraer electrones de otro átomo por medio de un enlace covalente. (Electronegatividad en la Tabla periódica según Pauling).

ELECTRONEGATIVIDAD Es la capacidad de un átomo de un elemento de atraer hacia sí los electrones de un enlace químico. Los elementos que presentan energías más negativas son los halógenos (7A), debido a que la electronegatividad o capacidad de estos elementos es muy alta.

Electronegatividad (EN) Es la capacidad que tiene un átomo de un elemento para atraer hacia sí los electrones, cuando forma un enlace químico. Átomo con tendencia a ATRAER electrones ÁTOMO ELECTRONEGATIVO ( No metales) Átomo con tendencia a PERDER electrones ÁTOMO ELECTROPOSITIVO (Metales)

Electronegatividad ( ) La electronegatividad () mide la tendencia de un átomo en una molécula a a atraer los e– hacía sí. Pauling estableció una escala de electronegatividades entre 0’7 (Fr) y 4 (F).  aumenta hacia arriba en los grupos y hacia la derecha en los periodos.

Electropositividad (E.P) Es inversamente proporcional a la Electronegatividad. En cambio a la anterior esta tiene la singular capacidad de que un átomo pueda ceder electrones a otro.

Estado De Oxidación Este estado es la carga que adquiere un átomo neutro, cuando este se convierte en un ión. Ejemplo: Li Li+ + e- Br + e- Br-

Puntos De Ebullición y Fusión El punto de ebullición es la temperatura en la que se produce el cambio de un estado liquido a un estado gaseoso. El punto de fusión es la temperatura en la que un elemento sólido pasa a un estado liquido.

Densidad Es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo, que en los sólidos y líquidos se expresa en g/cm3 y en los gases se expresa en g/L. p= M/V                  donde ρ es la densidad, m es la masa y V es el volumen del determinado cuerpo.

Volumen Molar Volumen que ocupa un mol de sustancia a una cierta temperatura de presión. Se determina a partir de la densidad y la masa molar (m) de la sustancia. Ecuación: V= M/d

Variación de la reactividad en la tabla periódica. Los metales serán tanto más reactivos cuando pierdan los e– con mayor facilidad Cuanto menor Z* y mayor distancia al núcleo. El e– 4s del K es más reactivo que el 3s del Na. Los no-metales serán más reactivos cuando los e– que entran sean más atraídos A mayor Z* y menor distancia al núcleo. El e– que capture el F será más atraído que el que capture el O o el Cl.

Aumento del carácter no metálico Aumento del carácter metálico Carácter metálico y no metálico Aumento del carácter no metálico Aumento del carácter metálico

Carácter metálico Es una propiedad relacionada con las propiedades físicas y químicas de los elementos. El carácter metálico aumenta hacia la izquierda en un periodo y hacia abajo en un grupo.

¿Qué esquema representa el aumento del radio atómico? ¿Qué esquema representa el aumento de la electronegatividad? ¿Qué esquema representa el aumento de la energía de ionización?

¿Qué esquema representa el aumento de la afinidad electrónica? Considera el elemento: 12Mg24 ¿Cuál es su número másico? ¿Cuántos protones tiene? ¿Cuántos electrones tiene? ¿Cuántos neutrones tiene?

Mayor electronegatividad   F   Fr

UBICACIÓN DE UN ELEMENTO EN LA TABLA PERIÓDICA Elementos representativos: Grupo A Siempre este grupo termina en los subniveles  s y p Se pueden presentar 2 casos - 1° caso: por ejemplo Ultimo nivel  período 4  4s1  e- del último nivel  Grupo I  subnivel s  Grupo A

Conclusión: Grupo (en romanos)  de los electrones de valencia Grupo A  del subnivel s Período  último nivel de energía o capa de valencia

- 2° caso: por ejemplo Ultimo nivel  período 3 3s2 3p4  e- del último nivel: 6 e-  Grupo VI  Subnivel p  Grupo A Conclusión: Grupo (en romanos)  De la suma de los e- de valencia Grupo A  del subnivel p Período  del último nivel

Ejemplos: Determinar a qué grupo y período pertenece el elemento cuyo número atómico es 19. Z = 19 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 Rpta. Grupo: I A Período: 4 Se trata del K familia de los alcalinos A qué período y grupo pertenece el elemento con número atómico 17 Z = 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Rpta. Grupo VII A Período: 3

Elementos de transición : Grupo B La configuración electrónica de este grupo termina en el subnivel d Para encontrar el número del grupo (en romanos) se suma: e- del último nivel + e- del subnivel d incompleto Para determinar el grupo se puede realizar de la siguiente manera: 4s2 3d4 Suma de e- (s +d) = 6  VI Subnivel d  Grupo B Ultimo nivel  período 4

Conclusión: Grupo (en romanos): Suma de e- del último nivel + e- del nivel incompleto Grupo B  del subnivel d Período  sólo del último nivel de energía Ejemplo: Identificar el grupo y período de un elemento que ocupa el número 25 en la tabla periódica Z = 25 1s2 2s2 3s2 3p6 4s2 3d5 Rpta.: Grupo: VII B Período: 4  Se trata del Mn

Casos Particulares.- En los grupos B En la parte central existen 3 casilleros a los cuales se les designa como VIII B, pero también encontramos que pueden sumar más de ocho, por lo tanto se tiene presente lo siguiente: Si … s2 d6: 8 e-  VIII B Si … s2 d7: 9 e-  VIII B son los tres casilleros del grupo VIII B Si … s2 d8: 10 e-  VIII B Si … s2 d9: 11e-  IB Si … s2 d10: 12e-  IB

Ejemplo.- Determinar el grupo y periodo de un elemento que tiene como número atómico 47.   s2 s2 p6 s2 p6 s2 d10p6 s2d9  B 1 2 3 4 5  último nivel: periodo Rpta: Grupo: IB Periodo: 5

Problemas y ejercicios resueltos Encontrar el número atómico de un elemento que tiene como periodo 5 y pertenece al grupo VI B 38 42 49 51 55  Datos: Z: ? Periodo: 5 Grupo: VI B

Solución Procedemos de manera contraría para hallar el número (en romanos) del grupo: VI B  termina en el subnivel d Suma de los electrones de s + e- del “d” incompleto  Para que sume VI= 6e- tiene que ser s2 + d4  6e- El periodo es 5 (último nivel) por lo que la configuración electrónica termina en 4d4

Termina en 4d4 por que este subnivel tiene menos energía que 5s2, basta por lo tanto restarle uno al periodo para encontrar el subnivel con que termina la configuración, es decir: (n-1) -> (5-1) = 4. Realmente sería un elemento antiserrucho por lo que la configuración termina en 4d5   1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d5  condición ∑e- = Z = 42 (b)

¿En qué grupo y periodo se encuentra un elemento, si tiene un número de masa de 80 y su número de neutrones es de 48? VA – 4 III B – 4 IV A – 4 IV A – 5 V B – 4

Datos: Grupo=? Periodo: ? A = 80 N° = 48  Solución En el problema hay que encontrar Z por que de esa manera podemos realizar la configuración electrónica y del último nivel determinamos grupo y periodo

Z = A – n° Z = 80 – 48 Z = 32 Configuración electrónica s2 s2p6 s2 p6 s2d10p2 1 2 3 4  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2  4  IV Subnivel p  Grupo A Periodo 4 Rpta: Grupo IV A Periodo 4

Si un elemento se encuentra en el sexto periodo y grupo VIIA Si un elemento se encuentra en el sexto periodo y grupo VIIA. Determinar el número de protones que tiene en su núcleo. 68 73 85 90 98

Datos: Periodo: 6 Grupo VIIA P = Z = ¿?   Solución: VIIA -> En su último nivel termina en s y p e-s último nivel: 7e-

s2 s2p6 s2p6 s2d10p6 s2d10p6 s2f14d0p5 1 2 3 4 5 6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p5 2+5 = 7 e- Periodo: 6 p = Z = 85

Radio atómico Disminuye Aumenta