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Relaciones periódicas de los elementos
Unidad 2
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Química, R. Chang, Séptima Edición.
8.1
Fechas del descubrimiento de los elementos
En la 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
9.1
Electrones de valencia son los electrones másexternos de un átomo. Los electrones de valenciason los electrones que participan en el enlace químico.
1A 1ns1
2A 2ns2
3A 3ns2np1
4A 4ns2np2
5A 5ns2np3
6A 6ns2np4
7A 7ns2np5
Grupo # de e- valenciaConfiguración e-
8.2
Clasificación de los elementos
Elementos representativos
Gases nobles
Metales de transición
Zinc Cadmio Mercurio
Lantánidos
Actínidos
Configuración electrónica de cationes y aniones
Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
Ca [Ar]4s2 Ca2+ [Ar]
Al [Ne]3s23p1 Al3+ [Ne]
Los átomos neutros pierden electrones para formar cationes. Cada ion tiene la configuración electrónica estable de un gas noble.
H 1s1 H- 1s2 ó [He]
F 1s22s22p5 F- 1s22s22p6 ó [Ne]
O 1s22s22p4 O2- 1s22s22p6 ó [Ne]
N 1s22s22p3 N3- 1s22s22p6 ó [Ne]
Los átomos neutros ganan electrones para formar aniones. Cada ion tiene la configuración electrónica estable de un gas noble.
de los elementos representativos
8.2
+1
+2
+3 -1-2-3
Cationes y aniones de los 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- todos ellos son isoelectrónicos con Ne
¿Qué átomo neutro es isoelectrónico con H- ?
H-: 1s2 tiene la misma configuración electrónica que He
8.2
Configuración electrónica de cationes derivados demetales de transición
8.2
Cuando se forma un catión de un átomo de un metal de transición, los electrones que siempre se pierden primero son los del orbital ns y después se pierden los electrones de los orbitales (n – 1)d.
Fe: [Ar]4s23d6
Fe2+: [Ar]4s03d6 ó [Ar]3d6
Fe3+: [Ar]4s03d5 ó [Ar]3d5
Mn: [Ar]4s23d5
Mn2+: [Ar]4s03d5 ó [Ar]3d5
Carga nuclear efectiva (Zefec) es la “carga positiva” que sienten los electrones.
Na
Mg
Al
Si
11
12
13
14
10
10
10
10
1
2
3
4
186
160
143
132
ZefecCoreZ Radio
Zefec = Z - 0 < < Z ( = constante de protección)
Zefec Z – número de electrones de las capas internas o electrones de “core”
En un periódoa medida que la
Zefec aumentael radio disminuye
8.3
8.3
Aumenta el radio atómico
Aum
enta
el r
adio
ató
mic
o
Radio Atómico
8.3
Rad
io a
tóm
ico
(p
m)
Número atómico
8.3
Comparación del radio atómico con el radio iónico
Número atómico Número atómico
Ra
dio
(pm
)
Ra
dio
(pm
)
El Catión siempre es más pequeño que el átomo neutro a partir del cual se formó.
El Anión siempre es más grande que el átomo neutro a partir del cual se formó.
8.3
8.3
Radio Iónico
Energía de ionización es la energía mínima (en 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
Capa n=1 llena
Capa n=2 llena
Capa n=3 llenaCapa n=4 llena
Capa n=5 llena
8.4
Variación de la primera energía de ionización con el número atómico
Pri
mer
a en
erg
ía d
e io
niz
ació
n (
kJ/m
ol)
Número atómico (Z)
Tendencia general de la primera energía de ionización
8.4
Incremento de la 1a. energía de ionización
Incr
emen
to d
e la
1a. e
nerg
ía d
e io
niza
ción
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 AE = +328 kJ/mol
H = -141 kJ/mol AE = +141 kJ/mol
8.5
Afinidad Electrónica contra Número Atómico
Número atómico (Z)
Afi
nid
ad e
lect
rón
ica
(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(ac) + H2(g)A
umen
ta la
rea
ctiv
idad
ad
8.6
4Li(s) + O2(g) 2Li2O(s)
2Na(s) + O2(g) Na2O2 (s)
K(s) + O2(g) KO2 (s)
Elementos del grupo 2A (ns2, n 2)
M M+2 + 2e-
Be(s) + 2H2O(l) No reaccionan
8.6
Mg(s) + 2H2O(g) Mg(OH)2(ac) + H2(g)
M(s) + 2H2O(l) M(OH)2(ac) + H2(g) M = Ca, Sr o Ba
Aum
enta
la r
eact
ivid
adad
Elementos del grupo 3A (ns2np1, n 2)
8.6
4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)
2Al(s) + 6H+(ac) 2Al3+
(ac) + 3H2(g)
Elementos del grupo 7A (ns1np5, n 2)
X + 1e- X-1
X2(g) + H2(g) 2HX(g)
Aum
enta
la r
eact
ivid
ad
8.6