Las Propiedades Periódicas de los Elementos

La tabla periódica organiza los elementos por propiedades periódicas, que son tendencias recurrentes en las características físicas y químicas. Estas tendencias pueden predecirse simplemente examinando la tabla periódica y pueden explicarse y entenderse analizando las configuraciones electrónicas de los elementos. Los elementos tienden a ganar o perder electrones de valencia para lograr una formación estable de octetos. Se observan octetos estables en los gases inertes, o gases nobles, del Grupo VIII de la tabla periódica. Además de esta actividad, hay otras dos tendencias importantes. Primero, los electrones se agregan uno a la vez moviéndose de izquierda a derecha a lo largo de un período. A medida que esto sucede, los electrones de la capa más externa experimentan una atracción nuclear cada vez más fuerte, por lo que los electrones se acercan más al núcleo y se unen más estrechamente a él. En segundo lugar, al moverse hacia abajo en una columna de la tabla periódica, los electrones más externos se unen menos estrechamente al núcleo. Esto sucede porque el número de niveles de energía principales llenos (que protegen a los electrones más externos de la atracción hacia el núcleo) aumenta hacia abajo dentro de cada grupo. Estas tendencias explican la periodicidad observada en las propiedades elementales del radio atómico, la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad.

Radio Atómico

El radio atómico de un elemento es la mitad de la distancia entre los centros de dos átomos de ese elemento que se tocan entre sí. Generalmente, el radio atómico disminuye a lo largo de un período de izquierda a derecha y aumenta hacia abajo en un grupo dado. Los átomos con los radios atómicos más grandes se encuentran en el Grupo I y en la parte inferior de los grupos.

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Moviéndose de izquierda a derecha a lo largo de un período, los electrones se agregan uno a la vez a la capa de energía externa. Los electrones dentro de una capa no pueden protegerse entre sí de la atracción hacia los protones. Dado que el número de protones también aumenta, la carga nuclear efectiva aumenta a lo largo de un período. Esto hace que el radio atómico disminuya.

Bajando un grupo en la tabla periódica, el número de electrones y capas de electrones llenas aumenta, pero el número de electrones de valencia sigue siendo el mismo. Los electrones más externos de un grupo están expuestos a la misma carga nuclear efectiva, pero los electrones se encuentran más alejados del núcleo a medida que aumenta el número de capas de energía llenas. Por lo tanto, los radios atómicos aumentan.

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Energía de Ionización

La energía de ionización, o potencial de ionización, es la energía requerida para eliminar un electrón de un átomo o ion gaseoso por completo. Cuanto más cerca y más estrechamente unido esté un electrón al núcleo, más difícil será eliminarlo y mayor será su energía de ionización. La primera energía de ionización es la energía requerida para eliminar un electrón del átomo original. La segunda energía de ionización es la energía requerida para eliminar un segundo electrón de valencia del ion univalente para formar el ion divalente, y así sucesivamente. Las energías de ionización sucesivas aumentan. La segunda energía de ionización es siempre mayor que la primera energía de ionización. Las energías de ionización aumentan moviéndose de izquierda a derecha a lo largo de un período (radio atómico decreciente). La energía de ionización disminuye al moverse hacia abajo en un grupo (aumentando el radio atómico). Los elementos del grupo I tienen bajas energías de ionización porque la pérdida de un electrón forma un octeto estable.

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica refleja la capacidad de un átomo para aceptar un electrón. Es el cambio de energía que ocurre cuando se agrega un electrón a un átomo gaseoso. Los átomos con carga nuclear efectiva más fuerte tienen mayor afinidad electrónica. Se pueden hacer algunas generalizaciones sobre las afinidades electrónicas de ciertos grupos en la tabla periódica. Los elementos del grupo IIA, las tierras alcalinas, tienen bajos valores de afinidad electrónica. Estos elementos son relativamente estables porque han llenado s subcapas. Los elementos del grupo VIIA, los halógenos, tienen altas afinidades de electrones porque la adición de un electrón a un átomo da como resultado una cubierta completamente llena. Los elementos del grupo VIII, los gases nobles, tienen afinidades electrónicas cercanas a cero, ya que cada átomo posee un octeto estable y no aceptará un electrón fácilmente. Los elementos de otros grupos tienen bajas afinidades electrónicas.

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En un período, el halógeno tendrá la mayor afinidad electrónica, mientras que el gas noble tendrá la menor afinidad electrónica. La afinidad electrónica disminuye al moverse hacia abajo en un grupo porque un nuevo electrón estaría más lejos del núcleo de un átomo grande.

Electronegatividad

La electronegatividad es una medida de la atracción de un átomo por los electrones en un enlace químico. Cuanto mayor es la electronegatividad de un átomo, mayor es su atracción para unir electrones. La electronegatividad está relacionada con la energía de ionización. Los electrones con bajas energías de ionización tienen bajas electronegatividades porque sus núcleos no ejercen una fuerte fuerza de atracción sobre los electrones. Los elementos con altas energías de ionización tienen altas electronegatividades debido a la fuerte atracción ejercida sobre los electrones por el núcleo. En un grupo, la electronegatividad disminuye a medida que aumenta el número atómico, como resultado del aumento de la distancia entre el electrón de valencia y el núcleo (radio atómico mayor). Un ejemplo de un elemento electropositivo (es decir, de baja electronegatividad) es el cesio; un ejemplo de un elemento altamente electronegativo es el flúor.

Resumen de las Propiedades de los Elementos en la Tabla Periódica

Mover hacia la izquierda → Hacia la derecha

• El Radio Atómico Disminuye
• Aumenta la Energía de Ionización
• La Afinidad Electrónica Generalmente Aumenta (excepto Afinidad Electrónica de Gas Noble Cercana A Cero)
• Aumenta la Electronegatividad

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• Aumenta el Radio Atómico
• La Energía de Ionización Disminuye
• La Afinidad Electrónica Generalmente Disminuye Al Moverse Hacia Abajo En un Grupo
• Disminuye la Electronegatividad