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Universidad de La FronteraFac. Ing. Cs. y Adm.Dpto. Cs. QuímicasUniones InteratómicasClasificación ElementosProf. Josefina Canales

La Materia puede clasificarse ampliamente en3 tipos:Elemento: Tipo de materia mas simple con propiedadesfísicas y químicas unidas. Consiste en una clase deAtomo.Compuesto: Tipo de materia constituida por 2 o maselementos diferentes.Mezcla: Es un grupo de 2 o mas sustancias (elemento ocompuesto ) que están físicamente intermezclados.

La Teoría Atómica de Dalton (1808)1. Los elementos están formados por partículasextremadamente pequeñas llamadas átomos. Todoslos átomos de un mismo elemento son idénticos, tienenigual tamaño, masa y propiedades químicas. Losátomos de un elemento son diferentes a los átomos detodos los demás elementos.2. Los compuestos están formados por átomos de másde un elemento. En cualquier compuesto, la relacióndel número de átomos entre dos de los elementospresentes siempre es un número entero o fracciónsencilla.3. Una reacción química implica sólo la separación,combinación o reordenamiento de los átomos; nuncasupone la creación o destrucción de los mismos.

El oxígeno en CO y CO 2Monóxido decarbonoDióxido decarbono2

Teoría atómicade DaltonÁtomos delelemento XÁtomos delelemento Y16 X + 8 YCompuestoformado por loselementos X y Y8 X 2 Y

Partículas SubatómicasPartículaMasa(g)Carga(Coulombs)Carga(unitaria)Electrón (e - ) 9.1 x 10 -28 -1.6 x 10 -19 -1Protón (p + ) 1.67 x 10 -24 +1.6 x 10 -19 +1Neutrón (n) 1.67 x 10 -24 0 0masa p = masa n = 1840 x masa e -

Número atómico (Z) = número de protones en el núcleoNúmero de masa (A) = número de protones + número deneutrones= número atómico (Z) + número de neutronesIsotópos son átomos del mismo elemento (X) con diferentenúmero de neutrones en su núcleoNúmero de masaNúmero atómico1H21 1H (D) 1H (T)235AZX2383U U92 92Símbolo del elemento

¿Sabes qué son los isótopos?¿Cuántos protones, neutrones y electrones están en6 protones, 8 (14 - 6) neutrones, 6 electrones146C¿Cuántos protones, neutrones y electrones están en6 protones, 5 (11 - 6) neutrones, 6 electrones116C

Gases noblesHalógenosTabla periódica modernaGrupoPeriodoMetalesMetaloidesNo metalesMetales alaclinotérreosMetales alcalinos

¿Sabes qué son los iones?¿Cuántos protones y electrones están en2713 Al3 +13 protones, 10 (13 – 3) electrones¿Cuántos protones y electrones están en7834Se2-34 protones, 36 (34 + 2) electrones

Un Ión es un átomo o grupo de átomos que tiene unacarga neta positiva o negativa.Catión es un ion con carga positivaSi un átomo neutro pierde uno o más electronesse vuelve un catión.Na11 protones11 electrones Na + 11 protones10 electronesAnión es un ion con una carga negativaSi un átomo neutro gana uno o más electronesse vuelve un anión.Cl17 protones17 electrones Cl - 17 protones18 electrones

Un ion monoatómico contiene solamente unátomoNa + , Cl - , Ca 2+ , O 2- , Al 3+ , N 3-Un ion poliatómico contiene más de un átomoOH - , CN - , NH 4+ , NO 3-

Iones Monoatómicos

Una molécula es un agregado de dos o más átomos enuna colocación definitiva que se mantienen unidos através de fuerzas químicasH 2 H 2 O NH 3 CH 4Una molécula diatómica contiene sólo dos átomosH 2 , N 2 , O 2 , Br 2 , HCl, COUna molécula poliatómica contiene más de dos átomosO 3 , H 2 O, NH 3 , CH 4

Tipos estandar de Fórmulas y ModelosFórmulamolecularHidrógeno Agua Amoniaco MetanoFórmulaestructuralModelo deesferas ybarrasModeloespacial

Una fórmula molecular muestra el número exacto deátomos de cada elemento que están presentes en la unidadmás pequeña de una sustancia.Una fórmula empírica indica cuáles elementos estánpresentes y la relación mínima, en número entero, entresus átomos.molecularH 2 OC 6 H 12 O 6O 3empíricaH 2 OCH 2 OON 2 H 4 NH 2

Los compuestos iónicos son una combinación decationes y aniones• La fórmula siempre es la misma que la fórmula empírica• La suma de las cargas en el catión(es) y anión(es) encada una de las fórmulas debe ser igual a ceroEl compuesto iónico NaCl

Configuración Electrónica yPeriodicidad Química

Números CuánticosNúmero cuántico principal = n• También llamado el número cuántico “de la energía”,indica la distancia aproximada desde el núcleo.• Denota el nivel de energía del electrón alrededor delátomo, y se deriva directamente de la ecuación deSchrodinger.• Mientras más grande es el valor de “n”, más grandees la energía del orbital y, por ende, la energía de loselectrones ubicados en ese orbital.• Sus valores son enteros positivos, n = 1 , 2 , 3 , etc.

Números CuánticosMomento angular (l)• Denota los distintos subniveles de energía dentro delnivel principal “n”.• También indica la forma de los orbitales alrededor delnúcleo.• Sus valores son enteros positivos: 0 ( n-1 )• n = 1 , l = 0• n = 2 , l = 0 y 1• n = 3 , l = 0 , 1 , 2

Números CuánticosNúmero cuántico magnético - m l también llamadonúmero cuántico de orientación orbital• Denota la orientación en un campo magnético – odefine las diferentes direcciones del orbital en elespacio alrededor del núcleo.• Los valores pueden ser negativos o positivos(-l 0 +l)• l = 0 , m l = 0• l =1 , m l = -1,0,+1• l = 2 , m l = -2,-1,0,1,2

Números CuánticosNúmero cuántico de espín- m s – denota el girodel electrón + o -• Los valores del espín pueden ser :+ 1 / 2 o - 1 / 2• n =1 l = 0 m l = 0 m s = +1/2 y -1/2• n = 2 l = 0 m l = 0 m s = +1/2 y -1/2l = 1 m l = -1 m s = +1/2 y -1/2• m l = 0 m s = +1/2 y -1/2m l = +1 m s = +1/2 y -1/2

Resumen de números cuánticos de loselectrones en átomosNombre Símbolo Valores permitidos PropiedadPrincipal nEnteros positivos(1,2,3, etc.) Energía del orbital(tamaño)Momento l Enteros desde 0 hasta n - 1 Forma del orbitalangular (los valores de l 0, 1,2, y 3 correspondena los orbitales s, p, d,y f respectivamente)Magnético m l Enteros desde -l a 0 a +l Orientación orbitalSpin m s + 1/2 o -1/2 Dirección del espin de e-

Orden para elllenado desubniveles deenergía conelectronesEnergía

Principio de Exclusión de Pauli:Cada electrón en un átomo debe tener un conjuntoúnico de números cuánticosSólo dos electrones pueden ser descritos por el mismoorbital y estos dos electrones deben tener un espínopuesto.

Como resultado del principio deExclusión de Pauli :• Los electrones con el mismo espín permanecenseparados dado que los electrones de espínopuesto pueden ocupar la misma región delespacio.

Números Cuánticos• n = 1 l = 0 m l = 0 m s = + 1/ 2 y - 1/ 2• n = 2 l = 0 m l = 0 para todos los orbitales• l = 1 m l = -1 , 0 , +1• n = 3 l = 0 m l = 0• l = 1 m l = -1 , 0 , +1• l = 2 m l = - 2 , -1 , 0 , +1 , +2• n = 4 l = 0 m l = 0• l = 1 m l = -1 , 0 +1• l = 2 m l = - 2 , -1 , 0 , +1 , +2• l = 3 m l = - 3 , - 2 , - 1 , 0, +1,+2 ,+3

Números cuánticosnValores permitidos1 2 3 4l0 0 1 0 1 2 0 1 2 3m l0 0 -1 0 +1 0 -1 0 +1 0 -1 0 +1m s+1/2 -1/2Todos espín + o - 1/2-2 -1 0 +1 +2 -2 -1 0 +1 +2-3 -2 -1 0 +1 +2 +3

Orden del llenado de electrones1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p 5d 5f6s 6p 6d7s 7p

Números Cuánticos Gases NoblesOrbitales de electrones Número de electrones Elemento1s 22 He1s 2 2s 2 2p 6 10 Ne1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 18 Ar1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 36 Kr1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 54 Xe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 86 Rn1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 118 ?7s 2 5f 14 6d 10

Números Cuánticos y el número deelectrones• n L m s # e - ##•==========================================================• 1 0 0 (1s) +1/2 - 1/2 2 2*• 2 0 0 (2s) +1/2 -1/2 2 4• 1 -1,0,+1 (2p) +1/2-1/2 6 10*• 3 0 0 (3s) +1/2-1/2 2 12• 1 -1,0,+1 (3p) +1/2-1/2 6 18*• 2 -2,-1,0,+1,+2(3d) +1/2-1/2 10 28• 4 0 0 (4s) +1/2-1/2 2 30• 1 -1,0,+1 (3p) +1/2-1/2 6 36** Denota un gas noble

Configuración electrónica del Helio yel Litio• He 1s 2• n = 1 L = 0 m L = 0 m s = + 1/ 2• n = 1 L = 0 m L = 0 m s = - 1/ 2• Li 1s 2 2s 1• n = 1 L = 0 m L = 0 m s = + 1/ 2• n = 1 L = 0 m L = 0 m s = - 1/ 2• n = 2 L = 0 m L = 0 m s = - 1/ 2

Diagrama de orbital de caja H BeElemento Símbolo Configuración Diagrama de caja del orbitalelectrónicaHidrógeno H 1s 1Helio He 1s 2Litio Li 1s 2 2s 1Berilio Be 1s 2 2s 21s1s1s1s2s2s2s2s

Diagrama deorbital verticalpara el estadobasal del LiEnergía

Regla de Hund• Para un átomo en su estado de basal, todoslos electrones no apareados tienen la mismaorientación de espín.• Por tanto los electrones tienden a ocupartodos los orbitales libres y no aparearse, demanera que sus espines se agreguen paraproducir un vector general para el átomo.

Ocupación de orbitales para los 10primeros elementos, del H al NePeriodoPeriodo

Diagrama de orbital de caja B Ne1s 2s 2p x 2p y 2p zC (6 e - ) 1s 2 2s 2 2p 2Ne (10 e - ) 1s 2 2s 2 2p 6 2p zN (7 e - ) 1s 2 2s 2 2p 31s 2s 2p x 2p y 2p zO (8 e - ) 1s 2 2s 2 2p 41s 2s 2p x 2p y 2p zF (9 e - ) 1s 2 2s 2 2p 51s 2s 2p x 2p y 2p z1s 2s 2p x 2p y 2p z

Electrones de valencia y centrales• Electrones de valencia – Son aquelloselectrones fuera de las capas electrónicascerradas. Estos electrones toman parte en lasreacciones químicas.• Electrones centrales – Son los electrones enlas capas cerradas. No pueden tomar parte enlas reacciones químicas.Sodio 11 electrones• Electrones de valencia [Ne] 3s 1 --- uno• Electrones centrales 1s 2 2s 2 2p 6 --- diezCloro 17 electrones• Electrones de valencia [Ne] 3s 2 3p 5 ---- siete• Electrones centrales 1s 2 2s 2 2p 6 ---- diez

Configuración electrónica• H 1s 1• He 1s 2 [He]• Li 1s 2 2s 1 [He] 2s 1• Be 1s 2 2s 2 [He] 2s 2• B 1s 2 2s 2 2p 1 [He] 2s 2 2p 1• C 1s 2 2s 2 2p 2 [He] 2s 2 2p 2• N 1s 2 2s 2 2p 3 [He] 2s 2 2p 3• O 1s 2 2s 2 2p 4 [He] 2s 2 2p 4• F 1s 2 2s 2 2p 5 [He] 2s 2 2p 5• Ne 1s 2 2s 2 2p 6 [He] 2s 2 2p 6 = [Ne]

Configuración electrónica• Na [Ne] 3s 1• Mg [Ne] 3s 2• Al [Ne] 3s 2 3p 1• Si [Ne] 3s 2 3p 2• P [Ne] 3s 2 3p 3• S [Ne] 3s 2 3p 4• Cl [Ne] 3s 2 3p 5• Ar [Ne] 3s 2 3p 6 == [Ar]

PeriodoConfiguraciones electrónicas condensadas enestado basal en los tres primeros períodos

Diagramas de orbital de caja NaNúmero atómico Diagrama de orbital Configuración elec-Elemento de caja (3s y 3p) trónica condensada11 Na [He] 3s 13s 3p x 3p y 3p z12 Mg [He] 3s 23s 3p x 3p y 3p z13 Al [He] 3s 2 3p 13s 3p x 3p y 3p z14 Si [He] 3s 2 3p 23s 3p x 3p y 3p z15 P [He] 3s 2 3p 33s 3p x 3p y 3p z16 S [He] 3s 2 3p 43s 3p x 3p y 3p z17 Cl [He] 3s 2 3p 53s 3p x 3p y 3p z18 Ar [He] 3s 2 3p 6Ar

Reactividades similares dentro de un grupoA: Reacción de los metales de la Familia I A con el agua quereaccionan enérgicamente desplazando al HidrógenoB: Reacción del Cloro (Familia VII A) con el Potasio (Familia IA), para formar haluros iónicos

Configuración electrónicaen• K [Ar] 4s 1• Ca [Ar] 4s 2 o este orden es correcto• Sc [Ar] 4s 2 3d 1 [Ar] 3d 1 4s 2• Ti [Ar] 4s 2 3d 2 [Ar] 3d 2 4s 2• V [Ar] 4s 2 3d 3 [Ar] 3d 3 4s 2• Cr [Ar] 4s 1 3d 5Anomalías• Mn [Ar] 4s 2 3d 5el llenado• Zn [Ar] 4s 2 3d 10 Anomalías en• Fe [Ar] 4s 2 3d 6 El orden puede ser correcto• Co [Ar] 4s 2 3d 7 Pero normalmente es mejor• Ni [Ar] 4s 2 3d 8 poner el último en llenarse• Cu [Ar] 4s 1 3d 10el llenado

Diagrama de orbital de caja ScZn4s 3dZ = 21 Sc [Ar] 4s 2 3d 1Z = 22 Ti [Ar] 4s 2 3d 2Z = 23 V [Ar] 4s 2 3d 3Z = 24 Cr [Ar] 4s 1 3d 5Z = 25 Mn [Ar] 4s 2 3d 5Z = 26 Fe [Ar] 4s 2 3d 6Z = 27 Co [Ar] 4s 2 3d 7Z = 28 Ni [Ar] 4s 2 3d 8Z = 29 Cu [Ar] 4s 1 3d 10Z = 30 Zn [Ar] 4s 2 3d 10

Configuración electrónicaen el• Rb [Kr] 5s 1• Sr [Kr] 5s 2• Y [Kr] 5s 2 4d 1Anomalías• Zr [Kr] 5s 2 4d 2llenado• Cd [Kr] 5s 2 4d 10• Nb [Kr] 5s 1 4d 4• Mo [Kr] 5s 1 4d 5• Tc [Kr] 5s 2 4d 6• Ru [Kr] 5s 1 4d 7• Rh [Kr] 5s 1 4d 8• Pd [Kr] 4d 10• Ag [Kr] 5s 1 4d 10

Configuración electrónica• Cs [Xe] 6s 1• Ba [Xe] 6s 2• La [Xe] 6s 2 5d 1• Ce [Xe] 6s 2 5d 1 4f 1• Pr [Xe] 6s 2 4f 3• Nd [Xe] 6s 2 4f 4• Pm [Xe] 6s 2 4f 5• Sm [Xe] 6s 2 4f 6• Eu [Xe] 6s 2 4f 7• Gd [Xe] 6s 2 3d 1 4f 7• Tb [Xe] 6s 2 4f 9• Dy [Xe] 6s 2 4f 10• Ho [Xe] 6s 2 4f 11Anomalías en elllenado

Configuración electrónica• Hf [Xe] 6s 2 4f 14 5d 2• Ta [Xe] 6s 2 4f 14 5d 3• W [Xe] 6s 2 4f 14 5d 4• Re [Xe] 6s 2 4f 14 5d 5• Os [Xe] 6s 2 4f 14 5d 6• Ir [Xe] 6s 2 4f 14 5d 7• Pt [Xe] 6s 1 4f 14 5d 9• Au [Xe] 6s 1 4f 14 5d 10• Hg [Xe] 6s 2 4f 14 5d 10• Tl [Xe] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 1• Pb [Xe] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 2• Bi [Xe] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 3Anomalías en elllenado

HLa tabla periódica de los elementosEstructura electrónicaLi BeB C NNaMgAl Si PK Ca Sc Ti V CrMnFe Co Ni Cu Zn Ga Ge AsRb Sr Y Zr NbMoCs Ba La Hf Ta WFr Ra Ac Rf Ha SgTc R Rh PdReu Os Ir PtAgAuCd InHg TlSn SbPb BiO FS ClSe BrTe IPo AtHeNeArKrXeRnCe Pr NdPmSmEuGd Tb DyHo Er Tm Yb LuTh Pa U Np PuAmCm Bk Cf Es FmMd NoLrOrbitales “s“Orbitales “d“Orbitales “p“Orbitales “f“

HLi BeNaMgK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu ZnRb SrCs BaFr RaLa tabla periódica de los elementosAnomalías en el llenado de electronesHeB C N O F NeAl Si P S Cl ArGa Ge As Se Br KrY Zr Nd MoTcRu Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeLa Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnAc Rf Du Sg Bo HaMeCe Pr Nd PmSmEu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb LuTh Pa U Np PuAmCmBk Cf Es FmMd No LrLlenado anómalo de electrones

Número de periodo: máximo de nivel de energía ocupadoGruposprincipales deelementos(bloque s)Tabla periódica de lasconfiguracionesparciales en estadobasalElementos de trancisión(bloque d)Grupos principales de elementos(bloque p)Elementos de trancisión(bloque f)*Lantánidos**Actínidos

Relación entre el llenado de orbitales y latabla periódicabloque s bloque f bloque dbloque p

Configuración electrónica de iones• Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Na + 1s 2 2s 2 2p 6• Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Mg +2 1s 2 2s 2 2p 6• Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Al +3 1s 2 2s 2 2p 6• O 1s 2 2s 2 2p 4 O - 2 1s 2 2s 2 2p 6• F 1s 2 2s 2 2p 5 F - 1 1s 2 2s 2 2p 6• N 1s 2 2s 2 2p 3 N - 3 1s 2 2s 2 2p 6

Iones y átomos isoelectrónicos• H - 1 { He } Li + Be +2• N - 3 O - 2 F - { Ne } Na + Mg +2 Al +3• P - 3 S - 2 Cl - { Ar } K + Ca +2 Sc +3 Ti +4• As - 3 Se - 2 Br - { Kr } Rb + Sr +2 Y +3 Zr +4• Sb - 3 Te - 2 I - { Xe } Cs + Ba +2 La +3 Hf +4

Tendencias en el comportamiento metálico

Gupo 5A(15)Periodo 3El cambio en elcomportamientometálico en elgrupo 5A (15) y elperiodo 3

Comportamiento ácido – base de un óxidometálico (iónico) y un óxido no metálico(covalente)

La Tendencia en el comportamiento ácido – basepara óxidos de elementos

Iones de los grupos principales y laconfiguración electrónica de un gasnoblePeriodoPeriodoElectronesperdidosElectronesganados

Configuraciones electrónicas de iones deelementos de los grupos principales – y su cargaProblema: Escriba las reacciones con las configuracioneselectrónicas condensadas para mostrar la formación delos iones comunes de los siguientes elementos:a) Azufre (Z=16) b) Bario (Z=56) c) Antimonio (Z= 51)Plan: Identificamos la posición de los elementos en la tablaperiódica, y mantenemos dos generalizaciones en mente:Los iones de elementos en los grupos 1A, 2A, 6A, y 7A sontípicamente isoelectrónicos con el gas noble más cercano.Los metales de los grupos 3A a 5A pueden perder suselectrones ns o sus electrones ns y np.Solución:a) S [Ne] 3s 2 3p 4 + 2 e - S 2- [Ne] 3s 2 3p 6 (como el Ar)b) Ba ([Xe] 6s 2 ) Ba 2+ [Xe] + 2 e -c) Sb [Kr] 4d 10 5s 2 5p 3 Sb 3+ [Kr] 4d 10 5s 2 + 3 e -Sb [Kr] 4d 10 5s 2 5p 3 Sb 5+ [Kr] 4d 10 + 5 e -

Entrecruzamientosen losniveles deenergía delperiodo 4Energía, ENúmero atómico, Z

Configuraciones electrónicas de pseudo gases -noblesLos elementos de los grupos 3A, 4A, y 5A pueden formarcationes perdiendo suficientes electrones para dejar unaconfiguración de “pseudo gas noble”. Pierden electrones ydejan un orbital d lleno, el cual es bastante estable.Sn [Kr] 5s 2 4d 10 5p 2 Sn 4+ [Kr] 4d 10 + 4 e -Sn [Kr] 5s 2 4d 10 5p 2 Sn 2+ [Kr] 5s 2 4d 10 + 2 e -Pb [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 Pb +2 [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 + 2 e -Pb [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 Pb +4 [Xe] 4f 14 5d 10 + 4 e -As [Ar] 3d 10 4s 2 4p 3 As 3+ [Ar] 3d 10 4s 2 + 3 e -As [Ar] 3d 10 4s 2 4p 3 As 5+ [Ar] 3d 10 + 5 e -Sb [Kr] 4d 10 5s 2 5p 3 Sb 3+ [Kr] 4d 10 5s 2 + 3 e -Sb [Kr] 4d 10 5s 2 5p 3 Sb 5+ [Kr] 4d 10 + 5 e -

Propiedades magnéticas• Paramagnética – Un átomo o ion que tieneelectrones desapareados, lo cual resulta en unvector de espín, tiende a ser atraído por un campomagnético.• Diamagnética – Un átomo o ion con todos suselectrones apareados y sin espín neto no esatraído por un campo magnético.

Aparato para medir el comportamientomagnético de una muestraBalanzaMuestradiamagnéticaMuestraparamagnéticaElectroimánElectroimán

Ejemplos de iones y elementosque son paramagnéticosa)Ti [Ar]4s 2 3d 2 Ti +2 [Ar] 3d 2 + 2 e -4s 3d4s 3db) Fe [Ar] 4s 2 3d 6 Fe +3 [Ar] 3d 5 + 3 e -4s 3d4s 3dc) Cu [Ar] 4s 1 3d 10 Cu +1 [Ar] 3d 10 + 1 e -Cu + or Zn +24s 3dZn [Ar] 4s 2 3d 10 Zn +2 [Ar] 3d 10 + 2 e -

Propiedades de Tamañoy Energía

Radio metálico del AlLongitud de enlaceDefinición de losradios metálicoy covalenteEnlace Cl - ClRadio covalente del ClRadio covalente del CEnlace C-ClRadio covalente del Cl

Radios atómicosde los gruposprincipales yelementos detransiciónPeriodo

Ordenamiento de iones de acuerdo consu tamañoProblema: Ordene ascendentemente cada conjunto de iones deacuerdo con su tamaño.a) K + , Rb + , Na + b) Na + , O 2- , F - c) Fe +2 , Fe +3Plan: Encontramos la posición de cada elemento en la tablaperiódica y aplicamos las ideas sobre el tamaño:i) El tamaño crece conforme se baja en un grupo, ii) El tamañodecrece a través de un periodo, pero aumenta de catión a anión. iii)El tamaño disminuye cuando aumenta la carga positiva (odisminuye la negativa) en una serie isoelectrónica. iv) Los cationesdel mismo elemento decrecen cuando se incrementa la carga.Solución:a) Como K + , Rb + , y Na + son del mismo grupo (1A), aumentan detamaño conforme bajan en el grupo: Na + < K + < Rb +b) Los iones Na + , O 2- , y F - son isoelectrónicos. O 2- tiene Z ef másbajo que F - , por lo tanto es más grande. Na + es un catión, y tiene elmás alto Z ef , entonces es más pequeño: Na + < F - < O 2-c) Fe +2 tiene una carga más baja que Fe +3 , por lo tanto es másgrande: Fe +3 < Fe +2

Ilustración del radio iónico

Radioatómicocontra radioiónicoGRUPOPERIODO

Periodicidad del Radio AtómicoRadio atómico (pm)Numero atómico, Z

Ordenamiento de elementos por su tamañoProblema: Ordene descendentemente los siguientes elementos encada grupo, de acuerdo con su tamaño (el más grande al inicio):a) Na, K, Rb b) Sr, In, Rb c) Cl, Ar, K d) Sr, Ca, RbPlan: Encuentre su posición relativa en la tabla periódica y aplique latendencia.Solución:a) Rb > K > Na Estos elementos son todos metales alcalinos loscuales incrementan su tamaño conforme bajan en elgrupo.b) Rb > Sr > In Estos elementos están en el periodo 5 y su tamañodecrece conforme se avanza en el periodo.c) K > Cl > Ar Estos elementos son contiguos a un gas noble yéste es el de menor diámetro.d) Rb > Sr > Ca Estos elementos están cerca uno de otro, el Sr bajoel Ca por tanto es más grande y el Rb estáenseguida del Sr y es más grande.

ElectronegatividadEs la capacidad de un átomo para atraer hacia sí loselectrones de un enlace químico.Afinidad electrónica medible, Cl es más altaX (g) + e -X - (g)Electronegatividad relativa,F es más alta

Electronegatividad de los elementos comunesAumento de electronegatividadAumento de electronegatividad

Electronegatividad y tamaño atómicoA: Muestra Menortamaño MayorElectronegatividadPeriodoGrupo

Clasificación de enlaces por diferencia en electronegatividadDiferenciaTipo de enlace0 Covalente≥ 2Iónico0 < y

Clasifique los enlaces siguientes como iónico, covalentepolar, o covalente: El enlace en CsCl; el enlaceen H 2 S y los enlaces en H 2 NNH 2 .Cs – 0.7 Cl – 3.0 3.0 – 0.7 = 2.3 IónicoH – 2.1 S – 2.5 2.5 – 2.1 = 0.4 Covalente polarN – 3.0 N – 3.0 3.0 – 3.0 = 0 Covalente

Energía de IonizaciónPrimera energía de ionización (kJ/mol)Periodicidad de la primeraenergía de ionización (EI 1)Número atómico

GrupoPeriodoEnergía deionización(kJ/mol)Energías deprimeraionización delos elementosde gruposprincipales

EI1EI2EI3Energía deionización(MJ/mol)Las tres primerasenergías deionización delberilio (en MJ/mol)

Energías de ionización sucesivas# ElectronesZ Elemento de valencia EI 1 EI 2 EI 3 EI 4 EI 5 EI 6 EI 73 Li 1 0.52 7.30 11.814 Be 2 0.92 1.76 14.85 21.015 B 3 0.80 2.43 3.66 25.02 32.826 C 4 1.09 2.35 4.62 6.22 37.83 47.287 N 5 1.40 2.86 4.58 7.48 9.44 53.27 64.368 O 6 1.31 3.39 5.30 7.47 10.98 13.33 71.339 F 7 1.68 3.37 6.05 8.41 11.02 15.16 17.87

Ordenamiento de elementos por su primeraenergía de ionizaciónProblema: Usando sólo la tabla periódica, ordene ascendentemente loselementos en cada uno de los siguientes conjuntos de acuerdo consu EI.a) Ar, Ne, Rn b) At, Bi, Po c) Be, Na, Mg d) Cl, K, ArPlan: Encuentre su posición relativa en la tabla periódica y aplique latendenciaSolución:a) Rn, Ar,Ne Estos elementos son todos gases nobles y su EIdisminuye.b) Bi, Po, At Estos elementos son todos del periodo 6 y la EI aumentade izquierda a derecha.c) Na, Mg, Be Estos elementos están cerca uno de otro, el Be y el Mgestán en el mismo grupo, el Be es más alto que el Mg y elNa está enseguida del Mg y es más bajo en EI.d) K, Cl, Ar Estos elementos encierran al gas noble Ar, y el Cl sería másbajo que el Ar y el K sería más bajo todavía.

Identificación de elementos por sus energías deionización sucesivasProblema: Dadas las siguientes series de energías de ionización (enkJ/mol) para un elemento en el periodo 3, nombre el elemento yescriba su configuración electrónica:EI 1 EI 2 EI 3 EI 4580 1,815 2,740 11,600Plan: Examine los valores para encontrar el salto más largo en laenergía de ionización, el cual ocurre después de que todos loselectrones de valencia han sido removidos. Use la tablaperiódicaSolución:El salto más grande ocurre después de EI 3 , entonces elelemento tiene 3 electrones de valencia; por lo tanto se tratadel Aluminio ( Al, Z=13), su configuración electrónica es:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

Afinidades electrónicas de loselementos de grupos principales

Tendencias en tres propiedades atómicasTamaño atómicoEnergía de ionizaciónAfinidad electrónica

Edición Osvaldo Muñoz – Tecnología MédicaFIN