REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD EXPERIMENTAL SUR DEL LAGO “Jesús María Semprúm” PROGRAMA DE PRODUCCIÓN DE LA INGENIERÌA AGROPECUARIA. UNIDAD CURRICULAR: QUIMICA INORGANICA.

TEMA II. LA TABLA PERIÓDICA. LLENADO DE LA TABLA PERIÓDICA. PROPIEDADES PERIÓDICAS: RADIO, POTENCIAL DE IONIZACIÓN, AFINIDAD ELECTRÓNICA, ELECTRONEGATIVIDAD.

Prof. David Mejias

2009

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad. • •

CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE NEWLANDS. En 1864, el químico inglés J. Newlands publicó el primero de un grupo de ensayos acerca de la clasificación periódica de los elementos químicos. En estos ensayos se organizaban, por primera vez, a los elementos de acuerdo a los valores de sus pesos atómicos. Figura 4.2

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad. • •

CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE MENDELEEV. El químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleev publicó su primer ensayo sobre el sistema periódico en 1869, cuando solo se conocían 60 elementos químicos. En este ensayo proponía el arreglo de los elementos en función de sus peso atómicos, los cuales se ordenaban en una tabla similar a la que aparece en la Figura 4.3 En ella se dejaban vacantes algunos sitios para elementos no descubiertos hasta ese momento.

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad. •

En 1871 Mendeleev, publicó otro ensayo en donde aparecía una Tabla Periódica mucho más completa que la de su ensayo de 1869; esta se muestra en la figura 4.4. En este ensayo Mendeléev predijo, las propiedades y valores cuantitativos de algunas características físico-químicas de los elementos desconocidos que se encontraban debajo del boro, aluminio y silicio. Estos fueron denominados por Mendeléev como eka-boro, eka-aluminio y eka-silicio, conocidos posteriormente como escandio (Sc), galio (Ga) y germanio (Ge) respectivamente.

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad. •

Los primeros estudios para tratar de despejar esas incógnitas fueron llevados a cabo por Charles Barkla y E. Sadler en 1908. Estos investigadores bombardearon con electrones de elevada energía ciertos elementos y encontraron que se emitía radiación electromagnética de onda corta, bajo la forma de rayos-X. Esta radiación fue registrada en espectros. Tales espectros estaban constituidos por un fondo continuo y por un número pequeño de bandas que sobresalían fuertemente sobre el fondo continuo, y las cuales representaban las características espectrales de cada uno de los elementos figura 4.5.

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad. •

En 1913, H,G, J. Moseley inspirado en los trabajos de Barkla y Sadler llevó a cabo estudios más sistemáticos sobre el mismo tópico. La figura 4.6 recoge los espectros parciales (solo se muestra la serie K) de uno de estos estudios. En este estudio se caracterizaron los elementos Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu. Note que la serie K se descompone en Kα y Kβ para cada uno de los elementos. Note también que la longitud de onda asociada con estas líneas decrece de una manera regular cuando aumenta el número atómico de estos elementos.

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LA TABLA PERIÓDICA EXTENDIDA. En la literatura hay un gran número de tablas periódicas modernas. Cada una de ellas muestra las tendencias y relaciones físico-químicas que los autores consideraron más importantes. Sin embargo, la siguiente tabla periódica Tabla 7.1 nos permitirá ver que: las propiedades de los elementos varían periódicamente cuando los elementos se arreglan en orden creciente de números atómicos y no sus pesos atómicos. El arreglo periódico se basa en los grupos y periodos. Veamos esto con mayor detalle, en la siguiente lámina:

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad.

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Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad. • • •

TAMAÑO DE LOS ÁTOMOS Y DE LOS IONES. Radio atómico. El radio atómico (tamaño) de un átomo generalmente aumenta dentro de un grupo o familia de arriba hacia abajo. Así, los átomos de yodo son más grandes que los de bromo y los átomos de potasio son más grandes que los de sodio. En un periodo el radio atómico aumenta de derecha a izquierda.

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POTENCIAL DE IONIZACIÓN. Es una medida de la energía necesaria para remover un electrón de un átomo gaseoso neutro y formar un ión positivo: Ejemplo:

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X(g)

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En el SI la unidad de medida es kj/mol, aunque todavía se usan otras unidades como la kcal/mol y el electrón voltio. Así por ejemplo la energía de ionización del litio (configuración electrónica 1s2 2s1) es 520 kj/mol (124,3 kcal/mol), lo cual indica que es necesario suministrar 520 kj para remover un mol de electrones 2s de un mol de átomos de litio.

d

p

s f

+ Energía de ionización → X+(g) + e-

d s f

p

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad. • •

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ELECTRONEGATIVIDAD. A cada elemento se le ha signado un número positivo llamado electronegatividad y que representa la habilidad de un átomo para atraer y sostener los electrones de enlace. Se cree que la electronegatividad depende de la afinidad electrónica y la energía de ionización de un átomo. La electronegatividad aumenta al recorrer un periodo de izquierda a derecha y al ir de abajo hacia arriba.

AFINIDAD ELECTRONICA. Afinidad electrónica es la cantidad de energía absorbida por un átomo aislado en fase gaseosa para formar un ión con una carga eléctrica de −1. Si la energía no es absorbida, si no liberada en el proceso, la afinidad electrónica tendrá, en consecuencia, valor negativo tal y como sucede para la mayoría de los elementos químicos ; en la medida en que la tendencia a adquirir electrones adicionales sea mayor, tanto más negativa será la afinidad electrónica. De este modo, el flúor es el elemento que con mayor facilidad adquiere un electrón adicional, mientras que el mercurio es el que menos. Aunque la afinidad electrónica parece variar de forma caótica y desordenada a lo largo de la tabla periódica , se pueden apreciar patrones. Los no metales tienen afinidades electrónicas más bajas que los metales , exceptuando los gases nobles que presentan valores positivos por su estabilidad química.

d

p

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f

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f

p

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad.

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PERIODICIDAD EN LA VALENCIA. El término valencia se usa para describir el poder que tiene un elemento para combinarse con otro. El átomo que se emplea como referencia es el hidrógeno y por lo tanto la valencia de un elemento se define como el número de átomos de hidrógenos que se pueden combinar con un átomo de ese elemento; así, por ejemplo, el átomo de bromo en el HBr es monovalente. También se puede definir la valencia como: el número de electrones que un átomo puede ceder, recibir o compartir. Así en el NaCl, el Na es monovalente porque pierde un electrón y el Cl es también monovalente porque gana un electrón.

Tema II. La tabla periódica. Llenado de la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad.