9. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA EXTERNA Y SISTEMA PERIÓDICO
La posición de los elementos en la tabla periódica está relacionada con la estructura electrónica de
Valencia (la última capa que se llena). Analizando el sistema periódico, se ve que todos los
Elementos del mismo grupo tienen el mismo número de electrones en el último nivel, por lo que
Conociendo cual es el último orbital en el que entran electrones y cuántos entran, se puede conocer
El grupo al que pertenece un elemento.
Además, teniendo en cuenta el número cuántico principal mayor de los que aparecen en la
Configuración electrónica, podemos deducir el periodo en el que está dicho elemento
Existen excepciones en las configuraciones electrónicas de algunos átomos de los elementos de
Transición, debidas generalmente a pequeñas diferencias de energía entre los orbitales más externos:
Siempre que se consigan orbitales llenos o semillenos alterando el orden de llenado, aparecerá una
De estas excepciones.
10. DETERMINACIÓN DEL ESTADO DE OXIDACIÓN
La gran estabilidad que presentan los gases nobles se debe a que su estructura electrónica tiene la
Capa completa (ns
2 np
6
) .
Los demás elementos tienen tendencia a ganar, perder o compartir electrones a fin de conseguir una
Estructura de gas noble, que es la de mínima energía y, por tanto, la de mayor estabilidad. Estos
Electrones que gana o pierde será el estado de oxidación más estable. Las otras pérdidas o ganancias
De electrones que originen una configuración electrónica de orbitales llenos o semillenos o que
Vacíen orbitales serán el resto de estados de oxidación del elemento.
11. PROPIEDADES PERIÓDICAS
Para justificar estas propiedades se va a emplear la ley de Coulomb: F=K· q·Q/ r
2
Porque el núcleo,
Al tener carga positiva, ejerce atracción electrostática hacia los electrones, de carga negativa.
Las propiedades periódicas, junto con sus variaciones son las siguientes:
Energía de ionización
La energía o potencial de ionización, se define como la energía mínima que hay que suministrar a
Un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el electrón más externo,
Transformándolo en un catión gaseoso monopositivo.
A(g)+EI →A(g )
+
+e
–
La energía necesaria para arrancar un segundo electrón al átomo ya ionizado se denomina segunda
Energía de ionización y de una manera análoga podemos definir las sucesivas energías de ionización
( EI
2
, EI
3
…).
Estas energías son cada vez mayores, puesto que a medida que desaparecen los electrones más
Externos, la atracción del núcleo hacia los electrones restantes aumenta y por lo tanto se necesita
Más energía para arrancarlos.
Variación de la energía de ionización.
Acorde va aumentando el número atómico en un periodo, los electrones van entrando en el mismo
Nivel energético pero su distancia al núcleo disminuye ligeramente, puesto que la atracción
Electrostática núcleo-último electrón va siendo cada vez mayor al presentar el núcleo cada vez más
Carga. Debido a esa mayor atracción, se necesita mayor energía (de ionización) para arrancar el
Electrón.
Si en un grupo nos desplazamos aumentando el valor de Z, los electrones entran cada vez en niveles
Más alejados del núcleo, por lo que se necesita menos energía para arrancar el electrón.
(En la ley de Coulomb, influye más la distancia que la carga porque la contribución de la distancia
Está al cuadrado).
(En los átomos polielectrónicos, los protones del núcleo no atraen con la misma intensidad a cada
Electrón del átomo. A la fuerza de atracción que ejercen los protones sobre un electrón
Determinado hay que restar la acción repulsiva de los electrones que están entre el núcleo y el
Electrón en cuestión. Este fenómeno se denomina apantallamiento. Teniendo en cuenta este
Fenómeno, es más correcto hablar de carga nuclear efectiva que de carga del núcleo.
Se define carga nuclear efectiva (Zeff) como la diferencia entre la carga nuclear neta (Z) y la
Constante del efecto pantalla s, y se puede entender como la fuerza real de atracción del núcleo
Sobre un electrón en concreto. Zeff=Z−s ).
Afinidad electrónica.
La afinidad electrónica o electroafinidad se define como la energía liberada cuando un átomo
Gaseoso neutro y en su estado fundamental captura un electrón y forma un ion mononegativo.
A(g)+e-→ A-(g) + AE
También existen las afinidades electrónicas sucesivas.
Variación de la afinidad electrónica.
Los valores experimentales obtenidos para esta propiedad son bastante caóticos y desordenados en
Relación con la ordenación periódica, aunque se aprecian algunos patrones: en muchos casos se
Observa que disminuye a medida que se baja en los grupos, pues al aumentar la distancia al núcleo
Es menor la atracción de este sobre el electrón libre. Al ir avanzando en los periodos se da una cierta
Tendencia al incremento de la energía requerida en este proceso, pues la atracción núcleo-electrón
Aumenta.
Electronegatividad.
Se define como la tendencia que tiene un elemento para atraer hacia sí el par electrónico del enlace
Compartido con otro.
Las electronegatividades no pueden medirse si no es de forma comparativa entre las capacidades de
Los elementos. Existen varias escalas relativas, siendo la más empleada la de Pauling, que relaciona
La electronegatividad con las energías de enlace.
El flúor es el elemento más electronegativo y el cesio es el menos electronegativo.
Variación de la electronegatividad
Todo elemento con afinidad electrónica elevada, tendrá también el valor de su electronegatividad
Alto, pues intentará ganar electrones para conseguir tener el octeto completo; por tanto, ésta
Aumentará en un periodo al aumentar el número atómico y disminuirá en un grupo al aumentar Z.
Radio atómico
Se considera radio atómico de los metales a la mitad de su distancia internuclear.
El radio atómico de los no metales se considera como la mitad de la longitud de enlace molecular.
Variación del radio atómico
Los radios disminuyen al aumentar el número atómico en un periodo, pues aumenta el número de
Protones en el núcleo y por lo tanto los electrones más externos, que están prácticamente a la misma
Distancia porque van ocupando el mismo nivel energético, se ven más atraídos por el núcleo.
En un grupo, el radio aumenta al aumentar Z, pues los electrones entran en niveles energéticos más
Externos.
También se puede estudiar la variación del radio iónico:
Los cationes tendrán un radio menor que el del átomo neutro, pues tienen igual número de protones
Pero menos electrones, por lo que éstos se sentirán más atraídos por el núcleo y la nube electrónica
Se contraerá. Esta contracción será mayor a mayor carga positiva del ion.
Los aniones tendrán un radio mayor que el del átomo neutro, pues habrá una expansión de la nube
Electrónica propiciada por la mayor repulsión interelectrónica. Esta expansión será mayor cuanto
Mayor sea la carga negativa del ion.
Para iones derivados de elementos de diferentes grupos, la comparación solo tiene significado si se
Trata de iones isoelectrónicos; en este caso, dentro de un periodo, tanto los radios catiónicos como
Los aniónicos disminuyen a medida que aumenta Z, pues para el mismo número de electrones hay
Más protones en el núcleo y la contracción de la nube electrónica es mayor.