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Relaciones periódicas entre los elementos
Capítulo 8
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8.1
Cuando los elementos fueron descubiertos
Antigüedad
Edad media-1700
8.2
ns1
ns2
ns2
np1
ns2
np2
ns2
np3
ns2
np4
ns2
np5
ns2
np6
d1
d5 d10
4f
5f
Configuraciones electrónicas de los elementos en el estado fundamental
8.2
Clasificación de los elementos
Elementosrepresentativos
Gases nobles
Metales de transición
Zinc Cadmio Mercurio
Lantánidos
Actínidos
Configuraciones electrónicas de cationes y aniones
Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
Ca [Ar]4s2 Ca2+ [Ar]
Al [Ne]3s23p1 Al3+ [Ne]
Los átomos pierden electrones para que el catión tenga la configuración electrónica externa de un gas noble.
H 1s1 H- 1s2 or [He]
F 1s22s22p5 F- 1s22s22p6 o [Ne]
O 1s22s22p4 O2- 1s22s22p6 o [Ne]
N 1s22s22p3 N3- 1s22s22p6 o [Ne]
Los átomos ganan electrones para que el anión tenga una configuración electrónica externa de un gas noble.
de elementos representativos
8.2
+1
+2
+3 -1-2-3
Cationes y aniones de elementos representativos
8.2
Na+: [Ne] Al3+: [Ne] F-: 1s22s22p6 o [Ne]
O2-: 1s22s22p6 o [Ne] N3-: 1s22s22p6 o [Ne]
Na+, Al3+, F-, O2-, y N3- son todos isoelectrónicos con Ne
¿Qué átomo neutral es isoelectrónico con H- ?
H-: 1s2 La misma configuración electrónica que He
8.2
Configuración electrónica de cationes de metales de transición
8.2
Cuando un catión se forma de un átomo de un metal de transición, los electrones que siempre se pierden primero son los del orbital ns y después los de los orbitales (n–1)d.
Fe: [Ar]4s23d6
Fe2+: [Ar]4s03d6 o [Ar]3d6
Fe3+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5
Mn: [Ar]4s23d5
Mn2+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5
Carga nuclear efectiva (Zefec) es la “carga positiva” protegida por el electrón.
Na
Mg
Al
Si
11
12
13
14
10
10
10
10
1
2
3
4
186
160
143
132
ZefecCentroZ Radio
Zefec = Z - 0 < < Z ( = constante de protección)
Zefec Z – número de electrones del interior o del centro
Dentro de un periodo Zefc aumenta,
el radio disminuye
8.3
8.3
Aumento del radio atómico
Au
me
nto
de
l ra
dio
ató
mic
o
Radio atómico
8.3Número atómico
Ra
dio
ató
mic
o (
pm
)
8.3
Comparación del radio atómico con el radio iónicoR
ad
io (
pm)
Ra
dio
(pm
)
Número atómicoNúmero atómico
El catión siempre es más pequeño que el átomo del cual se forma. El anión siempre es más grande que el átomo del cual se forma.
8.3
8.3
Radio iónico
La energía de ionización es la energía mínima (kJ/mol) necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado gaseoso, en su estado fundamental.
I1 + X (g) X+
(g) + e-
I2 + X (g) X2+(g) + e-
I3 + X (g) X3+(g) + e-
I1 primera energía de ionización
I2 segunda energía de ionización
I3 tercera energía de ionización
8.4
I1 < I2 < I3
Lleno nivel n=1
Lleno nivel n=2
Lleno nivel n=3Lleno nivel n=4
Lleno nivel n=5
8.4
Variación de la primera energía de ionizacióncon el número atómico
Número atómico Z
Prim
era
ener
gía
de io
niza
ción
(k
J/m
ol)
Tendencia general de la primera energía de ionización
8.4
Aumento de la primera energía de ionización
Aum
ento
de
la p
rimer
a en
ergí
a de
ioni
zaci
ón
Afinidad electrónica es el cambio de energía que ocurre cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón para formar un anión.
X (g) + e- X-(g)
8.5
F (g) + e- X-(g)
O (g) + e- O-(g)
H = -328 kJ/mol EA = +328 kJ/mol
H = -141 kJ/mol EA = +141 kJ/mol
8.5
Afinidad electrónica contra número atómico
Número atómico Z
Afin
ida
d e
lect
róni
ca
(kJ/
mo
l)
8.6
Relaciones diagonales en la tabla periódica
Elementos del grupo 1A (ns1, n 2)
M M+1 + 1e-
2M(s) + 2H2O(l) 2MOH(aq) + H2(g)
4M(s) + O2(g) 2M2O(s)
Incr
em
en
to d
e re
activ
ida
d
8.6
Elementos del grupo 2A (ns2, n 2)
M M+2 + 2e-
Be(s) + 2H2O(l) No reacciona
Incr
em
en
to d
e re
activ
ida
d
8.6
Mg(s) + 2H2O(g) Mg(OH)2(aq) + H2(g)
M(s) + 2H2O(l) M(OH)2(aq) + H2(g) M = Ca, Sr, o Ba
Elementos del grupo 3A (ns2np1, n 2)
8.6
4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)
2Al(s) + 6H+(aq) 2Al3+
(aq) + 3H2(g)
Elementos del grupo 7A (ns1np5, n 2)
X + 1e- X-1
X2(g) + H2(g) 2HX(g)
Incr
em
en
to d
e re
activ
ida
d
8.6
