Relaciones peridicas entre los elementos Captulo 8 Copyright

Relaciones periódicas entre los elementos Capítulo 8 Copyright © The Mc. Graw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Cuando los elementos fueron descubiertos Antigüedad Edad media-1700 8. 1

ns 2 np 6 ns 2 np 5 ns 2 np 4 ns 2 np 3 ns 2 np 2 ns 2 np 1 d 10 d 5 d 1 ns 2 ns 1 Configuraciones electrónicas de los elementos en el estado fundamental 4 f 5 f 8. 2

Clasificación de los elementos Elementos representativos Zinc Cadmio Mercurio Gases nobles Lantánidos Metales de transición Actínidos 8. 2

Configuraciones electrónicas de cationes y aniones de elementos representativos Na [Ne]3 s 1 Na+ [Ne] Ca [Ar]4 s 2 Ca 2+ [Ar] Al [Ne]3 s 23 p 1 Al 3+ [Ne] Los átomos ganan electrones para que el anión tenga una configuración electrónica externa de un gas noble. Los átomos pierden electrones para que el catión tenga la configuración electrónica externa de un gas noble. H 1 s 1 H- 1 s 2 or [He] F 1 s 22 p 5 F- 1 s 22 p 6 o [Ne] O 1 s 22 p 4 O 2 - 1 s 22 p 6 o [Ne] N 1 s 22 p 3 N 3 - 1 s 22 p 6 o [Ne] 8. 2

-1 -2 -3 +3 +2 +1 Cationes y aniones de elementos representativos 8. 2

Na+: [Ne] Al 3+: [Ne] O 2 -: 1 s 22 p 6 o [Ne] F-: 1 s 22 p 6 o [Ne] N 3 -: 1 s 22 p 6 o [Ne] Na+, Al 3+, F-, O 2 -, y N 3 - son todos isoelectrónicos con Ne ¿Qué átomo neutral es isoelectrónico con H- ? H-: 1 s 2 La misma configuración electrónica que He 8. 2

Configuración electrónica de cationes de metales de transición 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]4 s 23 d 6 Mn: [Ar]4 s 23 d 5 Fe 2+: [Ar]4 s 03 d 6 o [Ar]3 d 6 Mn 2+: [Ar]4 s 03 d 5 o [Ar]3 d 5 Fe 3+: [Ar]4 s 03 d 5 o [Ar]3 d 5 8. 2

Carga nuclear efectiva (Zefec) es la “carga positiva” protegida por el electrón. Zefec = Z - s 0 < s < Z (s = constante de protección) Zefec Z – número de electrones del interior o del centro Z Na 11 Centro Zefec 10 1 Radio 186 Mg 12 10 2 160 Al 13 10 3 143 Si 14 10 4 132 Dentro de un periodo Zefc aumenta, el radio disminuye 8. 3

Aumento del radio atómico 8. 3

Radio atómico (pm) Radio atómico Número atómico 8. 3

Radio (pm) Comparación del radio atómico con el radio iónico Número atómico 8. 3

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

Radio iónico 8. 3

La energía de ionización es la energía mínima (k. J/mol) necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado gaseoso, en su estado fundamental. I 1 + X (g) X+(g) + e- I 1 primera energía de ionización I 2 + X (g) X 2+(g) + e- I 2 segunda energía de ionización I 3 + X (g) X 3+(g) + e- I 3 tercera energía de ionización I 1 < I 2 < I 3 8. 4

Variación de la primera energía de ionización con el número atómico Primera energía de ionización (k. J/mol) Lleno nivel n=1 Lleno nivel n=2 Lleno nivel n=3 Lleno nivel n=4 Lleno nivel n=5 Número atómico Z 8. 4

Aumento de la primera energía de ionización Tendencia general de la primera energía de ionización Aumento de la primera energía de ionización 8. 4

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) F (g) + e- X-(g) DH = -328 k. J/mol EA = +328 k. J/mol O (g) + e- O-(g) DH = -141 k. J/mol EA = +141 k. J/mol 8. 5

Afinidad electrónica (k. J/mol) Afinidad electrónica contra número atómico Número atómico Z 8. 5

Relaciones diagonales en la tabla periódica 8. 6

Elementos del grupo 1 A (ns 1, n 2) M M+1 + 1 e 2 M(s) + 2 H 2 O(l) 2 MOH(aq) + H 2(g) Incremento de reactividad 4 M(s) + O 2(g) 2 M 2 O(s) 8. 6

Elementos del grupo 2 A (ns 2, n 2) M M+2 + 2 e. Be(s) + 2 H 2 O(l) No reacciona Mg(s) + 2 H 2 O(g) Mg(OH)2(aq) + H 2(g) Incremento de reactividad M(s) + 2 H 2 O(l) M(OH)2(aq) + H 2(g) M = Ca, Sr, o Ba 8. 6

Elementos del grupo 3 A (ns 2 np 1, n 2) 4 Al(s) + 3 O 2(g) 2 Al 2 O 3(s) 2 Al(s) + 6 H+(aq) 2 Al 3+(aq) + 3 H 2(g) 8. 6

Elementos del grupo 7 A (ns 1 np 5, n 2) X + 1 e- X-1 Incremento de reactividad X 2(g) + H 2(g) 2 HX(g) 8. 6