Química General, 2000 - Victor Manuel Ramírez

QUÍMICA GENERAL
función de la llamada energía de ionización, la cuál se define como la energía mínima
requerida para quitar un electrón de un átomo gaseoso en su estado fundamental.
M(g) ih M 1 (g) 1 e 2
Se mide en kilojoules por mol (kj/mol). La magnitud de la energía de ionización es
una medida del esfuerzo necesario para que un átomo libere un electrón, o de cuán
“fuertemente” está enlazado un electrón con el núcleo en el átomo. A mayor energía
de ionización es más difícil quitar el electrón. Veamos algunos ejemplos de energía de
ionización en algunos elementos de los grupos IA y IIA:
Grupo IA o 1: Li 5 520 k J Na 5 495.9 k J K 5 418.7 k J
Grupo IIA o 2: Be 5 899 k J Mg 5 738.1 k J Ca 5 589.5 k J
Los metales alcalinos (grupo 1 o IA) tienen las menores energías de ionización, ya
que es relativamente fácil quitarles un electrón. Los metales alcalinotérreos (grupo
2 o IIA) tienen valores más altos de energía de ionización que los alcalinos.
La importancia de la energía de ionización radica en la mínima relación entre la configuración
electrónica (los electrones de valencia) del átomo y la estabilidad de éstos.
Figura 4.17
Comparación entre las propiedades mecánicas de los sólidos metálicos y los iónicos.
Figura 4.18
Se observa que la conductividad depende
de la posición de las capas de
conducción y de valencia.
Teoría de bandas
Esta teoría representa un modelo más elaborado para explicar la formación del enlace
metálico; se basa en la teoría de los orbitales moleculares, que establece que
cuando dos átomos se enlazan, los orbitales de la capa de valencia se combinan
para formar dos orbitales nuevos que pertenecen a toda la molécula, uno que se
denomina enlazante (de menor energía) y otro antienlazante (de mayor energía). Si
se combinan tres átomos se forman tres orbitales moleculares, con una diferencia
de energía entre ellos menor que en el caso anterior. En general, cuando se combinan
N orbitales, de otros tantos átomos, se obtienen N orbitales moleculares de
energía muy próxima entre sí, constituyendo lo que se llama una “banda”
En los metales existe un número muy grande de orbitales atómicos para formar
enlaces deslocalizados que pertenezcan a toda la red metálica (como si fuese una
gran molécula). Como el número de orbitales moleculares es muy grande, forman
una banda en la que los niveles de energía, como se ha dicho antes, están muy
próximos.
En los metales se forman dos bandas, una en la que se encuentran los electrones de
la capa de valencia que se denomina banda de valencia y otra que se llama banda
de conducción, que es la primera capa vacía.
En los metales, la banda de valencia está llena o parcialmente llena, pero en estas
sustancias, la diferencia energética entre la banda de valencia y la de conducción
es nula; es decir, están solapadas. Por ello, si la banda de valencia está total o parcialmente
llena, los electrones pueden moverse a lo largo de los orbitales vacíos y
conducir la corriente eléctrica al aplicar una diferencia de potencial.
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