3 QUIMICA Schaum

118 CAPÍTULO 8 ESTRUCTURA ATÓMICA Y LA LEY PERIÓDICA
frecuencia elementos del bloque s y del bloque p. La excepción a este patrón es el helio (1s 2 ) que, aunque está en el
grupo VIIIA, no tiene electrones suficientes para adquirir la configuración característica del grupo.
Los metales de transición de los periodos 4 y 5 tienen las configuraciones externas desde ns 2 (n − 1)d 1 hasta ns 2
(n − 1)d 10 , aunque hay algunas anomalías, y el llenado de la capa d no es uniforme; consulte su libro de texto. Los
metales de transición de los periodos 6 y 7 llenan los orbitales (n − 2)f antes de completarse el llenado de los orbitales
(n − 1)d. Hay muchas anomalías durante el llenado de la capa f. Los lantánidos, periodo 6, y los actínidos, periodo 7,
se muestran por separado, abajo del cuerpo de la tabla, y se manejan con los lineamientos ya descritos.
Los electrones externos, llamados con frecuencia electrones de valencia, son los principales responsables de las
propiedades químicas de los elementos. Los elementos de un grupo específico, entonces, muestran números de oxidación
(cargas o valencias) característicos similares y presentan una tendencia en sus características. Aun cuando no se
conocían las configuraciones electrónicas cuando se formularon las primeras tablas periódicas, se situaron los elementos
por semejanzas en sus características.
Al considerar los orbitales llenos, es importante notar que los electrones se encuentran en pares, como se muestra
a continuación. Sin embargo, los orbitales individuales se llenan con un electrón cada uno, hasta completarse. Los
electrones en los orbitales se pueden representar con flechas hacia arriba y hacia abajo, que indican los signos contrarios
de los espines de los electrones en un par. La figura 8-5 muestra la colocación de los electrones p en el orden
representado por los superíndices, y el orbital lleno con electrones representados por las flechas que se usan normalmente;
los orbitales d y f se manejan en forma parecida. Se ponen flechas hacia arriba en el orden de llenado (1 → 3)
y después hacia abajo (4 → 6), para formar los pares.
Orden de llenado: después para llegar a
Para los orbitales llenos:
Figura 8-5
Los electrones internos, que antes de los electrones de valencia, se ordenan igual que gas noble (grupo VIIIA) que
se encuentra antes que el elemento a considerar. Si se tratara del titanio (Ti, Z = 22), la configuración electrónica se
expresaría como [Ar]3d 2 4s 2 . Observe que, aunque el principio de aufbau indica el llenado de 4s antes que el 3d, se
acostumbra presentar la configuración electrónica en orden numérico con respecto a n, y no en el orden de llenado.
RADIOS ATÓMICOS
La nube electrónica en torno a un átomo no ayuda a precisar el concepto de tamaño atómico. Aun así, es útil referirse
al tamaño atómico o al radio atómico. Desde el punto de vista operacional, se puede dividir la distancia entre los centros
de dos átomos unidos químicamente, determinada experimentalmente, para obtener los dos radios atómicos. Si el
enlace es covalente (vea el capítulo 9), el radio se llama radio covalente; si el enlace es iónico, el radio es un radio
iónico. El radio, para el caso en que no haya enlace, también se puede definir en términos de la distancia de mínimo
acercamiento sin unión, y se llama radio de van der Waals. Estos conceptos de tamaño se ilustran en la figura 8-6.
Se observan las siguientes generalizaciones en relación con el tamaño atómico:
1. Dentro de determinado grupo de la tabla periódica, el radio aumenta al incrementar el número atómico. Esto se
relaciona con el mayor n de la capa externa.
2. Dentro de determinado periodo de la tabla periódica, los radios covalentes disminuyen, generalmente, al incrementar
el número atómico. Esto se relaciona con que: i) el tamaño de un átomo depende de la distancia promedio de
su o sus electrones externos, ii) no cambia n del o los electrones externos, dentro de determinado periodo, y iii)
aumenta la carga nuclear al incrementar el número atómico.
3. Los radios iónicos de los cationes (iones positivos) son bastante pequeños en comparación con los radios covalentes
de los átomos correspondientes, porque suelen haberse eliminado todos los electrones externos (n máximo).
Los radios de los aniones (iones negativos) sólo son un poco mayores que los radios de van der Waals de los átomos