Propiedades periódicas de los elementos (2) Décimo Quinta Sesión Propiedades periódicas de los elementos (2)

Tendencia Radio Atómico Disminuye en período. Aumenta en grupo (o familia). Series isolelectrónicas: A mayor Z, menor radio. 2

Tarea 31 De las siguientes especies químicas ¿cuál tiene un menor radio? Explique su respuesta. O2-, F-, Ne, Na+, Mg2+

(Potenciales de ionización) Energía de Ionización (Potenciales de ionización) 4

Primera Energía de Ionización La primera energía de ionización de un elemento es el cambio de energía para la formación de iones +1 a partir de un gas formado por átomos neutros X(g)  X+(g) + e-(g) H = energía de ionización = EI 5

Energía de Ionización El potencial de ionización siempre es una magnitud positiva y refleja la facilidad con la que un electrón se puede remover. Un potencial de ionización pequeño implica que es más fácil extraer un electrón de un átomo. 6

Energía de Ionización (2) Para un elemento determinado se definen varias energías de ionización: X(g)  X+(g) + e-(g) primera EI X+(g)  X2+(g) + e-(g) segunda EI X2+(g)  X3+(g) + e-(g) tercera EI EI1  EI2  EI3  …  EIn Debido a que la carga eléctrica sobre la especie se torna más positiva y a que los electrones cada vez están más cercanos al núcleo. 7

Energía de Ionización (3) La primera energía de ionización y las subsecuentes n energías de ionización son propiedades periódicas . 8

Primera Energía de Ionización 9

Segunda Energía de Ionización 10

Tercera Energía de Ionización 11

Energía de Ionización (4) Primera EI versus carga nuclear de los primeros doce elementos. 12

Primera energía de ionización de los elementos representativos (KJ/mol) 13

D I S M N U Y E Aumenta 7A 8A H He 1A 2A 3A 4A 5A 6A 1318 2377 Li Be B C N O F Ne 527 904 808 1092 1420 1322 1686 2088 Na Mg Al Si P S Cl Ar 502 745 586 791 1021 1004 1264 1527 K Ca Ga Ge As Se Br Kr 427 594 770 954 946 1146 1356 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe 410 556 565 715 841 879 1017 1176 Cs Ba Ta Pb Bi Po At Rn 377 510 724 711 820 --- 1042 D I S M N U Y E Aumenta 14

Al revés que el radio D I S M N U Y E Aumenta 7A 8A H He 1A 2A 3A 4A 1318 2377 Li Be B C N O F Ne 527 904 808 1092 1420 1322 1686 2088 Na Mg Al Si P S Cl Ar 502 745 586 791 1021 1004 1264 1527 K Ca Ga Ge As Se Br Kr 427 594 770 954 946 1146 1356 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe 410 556 565 715 841 879 1017 1176 Cs Ba Ta Pb Bi Po At Rn 377 510 724 711 820 --- 1042 D I S M N U Y E Al revés que el radio Aumenta 15

Tarea 32 En cada uno de los siguientes pares de elementos identifique al que tenga mayor energía de ionización. Explique su respuesta: Li o Cs Li o F Cs o F F o I

Afinidad Electrónica X-1(g) ----------> X (g) + e- Potencial de ionización del ión negativo H = A.E. X-1(g) ----------> X (g) + e- 17

Afinidad Electrónica (2) A diferencia de la energía de ionización, el signo de la AE puede ser positivo o negativo. 18

Afinidad Electrónica (3) Es el cambio de energía que ocurre cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón para formar un anión. H = -A.E. (ojo) X(g) + e- ----------> X-1(g) 19

Ciclo de Born y Haber Max Born (1882-1970) y Fritz Haber (1868-1934). Cálculo de entalpías de formación. 20

Hf0 = ? 21

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Para la Afinidad Electrónica: -412.2 = +107.7+119.5+501.6+(AE)-709.2 AE = -348.8 KJ/mole 28

Afinidad Electrónica (4) AE (KJ/mol) 29

Afinidad Electrónica (5) La afinidad electrónica es una propiedad periódica 30

Tarea 33 En cada uno de los siguientes pares de elementos identifique al que tenga mayor afinidad electrónica. Explique su respuesta: C o F F o I Cl o Br O o S

Tarea 34 ¿Cómo se relaciona la primera energía de ionización del ión cloruro Cl- con la afinidad electrónica del átomo de cloro Cl?

Electronegatividad Linus Carl Pauling (1901-1994), premio Nóbel de Química en 1954 y premio Nóbel de la paz en 1962. En 1932: 33

Electronegatividad (2) La electronegatividad representa una medida del grado de atracción de un par de electrones en un enlace covalente. Pauling obtuvo los valores de electronegatividad, empíricamente, a través de la medición de las energías de los enlaces. 34

Electronegatividad (3) La escala de electronegatividades de Pauling sigue siendo la más usada en nuestros días y presenta valores que siempre son positivos. En esta escala el F es el elemento más electronegativo (4.0) y el Cs el menos electronegativo (0.7). 35

Electronegatividad (4) Los elementos que presenten valores grandes de electronegatividad son elementos que tienen gran tendencia a atraer electrones y se dice que son los elementos mas electronegativos Aquellos elementos con valores de electronegatividad pequeños tenderán a ceder electrones y se dirá que son los elementos menos electronegativos 36

Electronegatividad (5) H 2.1 Li 1.0 Be 1.5 B 2.0 C 2.5 N 3.0 O 3.5 F 4.0 Na 0.9 Mg 1.2 Al 1.5 Si 1.8 P 2.8 S 2.5 Cl 3.0 K 0.8 Ca 1.0 Ga 1.6 Ge 1.8 As 2.0 Se 2.4 Br 2.8 Rb 0.8 Sr 1.0 In 1.7 Sn 1.8 Sb 1.9 Te 2.1 I 2.5 Cs 0.7 Ba 0.9 Tl 1.8 Pb 1.8 Bi 1.9 Po 2.0 At 2.2 37

Electronegatividad (6) La electronegatividad es una propiedad periódica 38

Escalas de Electronegatividad  Pauling Mulliken Alred-Rochow Iczkowski-Margrave 39

Mulliken Robert Mulliken (1896-1986) 40

Electronegatividad de Mulliken M = PI + AE 2 Pauling = M/2.8 Cuando se expresa en eV 41

Electronegatividad de Mulliken (2) 42

Propiedades Metálicas de los Elementos Conductividad eléctrica alta. Conductividad térmica alta. Brillo metálico. Ductilidad. Maleabilidad. Etc. Aproximadamente 87 elementos se pueden tipificar como metales. 43

Conductividad eléctrica Es una propiedad periódica 44

Conductividad Térmica 45

Ubicación de los metales 46

Carácter Metálico A U M E N T Disminuye 47

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p s d f PI  AE CM, RI, RA, DISMINUYE DISMINUYE D I A U S M M E N N T Propiedad que disminuye Propiedad que aumenta CM = carácter metálico RI = radio iónico RA = radio atómico PI = potencial de ionización  = electronegatividad AE = afinidad electrónica s d p f DISMINUYE CM, RI, RA, DISMINUYE D I S M N U Y E A U M E N T 49

Tarea 35 Ordene los siguientes iones en orden decreciente de radio. Explique su respuesta. Se2-, S2-, Te2-, O2-