Relaciones periódicas entre los elementos Capítulo 8 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Permission required for reproduction or display.

Cuando los elementos fueron descubiertos Antigüedad Edad media-1700 8.1

Configuraciones electrónicas de los elementos en el estado fundamental ns2np6 ns1 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2 d10 d1 d5 4f 5f 8.2

Clasificación de los elementos representativos Zinc Cadmio Mercurio Gases nobles Lantánidos Metales de transición Actínidos 8.2

Configuraciones electrónicas de cationes y aniones de elementos representativos Los átomos pierden electrones para que el catión tenga la configuración electrónica externa de un gas noble. Na [Ne]3s1 Na+ [Ne] Ca [Ar]4s2 Ca2+ [Ar] Al [Ne]3s23p1 Al3+ [Ne] H 1s1 H- 1s2 or [He] Los átomos ganan electrones para que el anión tenga una configuración electrónica externa de un gas noble. F 1s22s22p5 F- 1s22s22p6 o [Ne] O 1s22s22p4 O2- 1s22s22p6 o [Ne] N 1s22s22p3 N3- 1s22s22p6 o [Ne] 8.2

Cationes y aniones de elementos representativos +1 +2 +3 -3 -2 -1 8.2

Na+, Al3+, F-, O2-, y N3- son todos isoelectrónicos con Ne Na+: [Ne] Al3+: [Ne] F-: 1s22s22p6 o [Ne] O2-: 1s22s22p6 o [Ne] N3-: 1s22s22p6 o [Ne] Na+, Al3+, F-, O2-, y N3- son todos isoelectrónicos con Ne ¿Qué átomo neutral es isoelectrónico con H- ? H-: 1s2 La misma configuración electrónica que He 8.2

Configuración electrónica de cationes de metales de transición Cuando un catión se forma de un átomo de un metal de transición, los electrones que siempre se pierden primero son los del orbital ns y después los de los orbitales (n–1)d. Fe: [Ar]4s23d6 Mn: [Ar]4s23d5 Fe2+: [Ar]4s03d6 o [Ar]3d6 Mn2+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5 Fe3+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5 8.2

0 < s < Z (s = constante de protección) Carga nuclear efectiva (Zefec) es la “carga positiva” protegida por el electrón. Zefec = Z - s 0 < s < Z (s = constante de protección) Zefec  Z – número de electrones del interior o del centro Zefec Centro Z Radio Na Mg Al Si 11 12 13 14 10 1 2 3 4 186 160 143 132 Dentro de un periodo Zefc aumenta, el radio disminuye 8.3

Aumento del radio atómico 8.3

Radio atómico Radio atómico (pm) 8.3 Número atómico

Comparación del radio atómico con el radio iónico Radio (pm) Radio (pm) Número atómico Número atómico 8.3

El catión siempre es más pequeño que el átomo del cual se forma. El anión siempre es más grande que el átomo del cual se forma. 8.3

Radio iónico 8.3

I1 primera energía de ionización La energía de ionización es la energía mínima (kJ/mol) necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado gaseoso, en su estado fundamental. I1 + X (g) X+(g) + e- I1 primera energía de ionización I2 + X (g) X2+(g) + e- I2 segunda energía de ionización I3 + X (g) X3+(g) + e- I3 tercera energía de ionización I1 < I2 < I3 8.4

Variación de la primera energía de ionización con el número atómico Lleno nivel n=1 Lleno nivel n=2 Lleno nivel n=3 Lleno nivel n=4 Lleno nivel n=5 Primera energía de ionización (kJ/mol) Número atómico Z 8.4

Tendencia general de la primera energía de ionización Aumento de la primera energía de ionización Aumento de la primera energía de ionización 8.4

Afinidad electrónica es el cambio de energía que ocurre cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón para formar un anión. X (g) + e- X-(g) F (g) + e- X-(g) DH = -328 kJ/mol EA = +328 kJ/mol O (g) + e- O-(g) DH = -141 kJ/mol EA = +141 kJ/mol 8.5

Afinidad electrónica contra número atómico Afinidad electrónica (kJ/mol) Número atómico Z 8.5

Relaciones diagonales en la tabla periódica 8.6

Elementos del grupo 1A (ns1, n  2) M M+1 + 1e- 2M(s) + 2H2O(l) 2MOH(aq) + H2(g) 4M(s) + O2(g) 2M2O(s) Incremento de reactividad 8.6

Elementos del grupo 2A (ns2, n  2) M M+2 + 2e- Be(s) + 2H2O(l) No reacciona Mg(s) + 2H2O(g) Mg(OH)2(aq) + H2(g) M(s) + 2H2O(l) M(OH)2(aq) + H2(g) M = Ca, Sr, o Ba Incremento de reactividad 8.6

Elementos del grupo 3A (ns2np1, n  2) 4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s) 2Al(s) + 6H+(aq) 2Al3+(aq) + 3H2(g) 8.6

Elementos del grupo 7A (ns1np5, n  2) X + 1e- X-1 X2(g) + H2(g) 2HX(g) Incremento de reactividad 8.6