MATERIAL ADUNI - QUIMICA SEMANA 9

1. QUÍMICA
P R O G R A M A A C A D É M I C O V I R T U A L
Ciclo Anual San Marcos virtual
Profesor: Augusto Bautista Tito
Clase : 9

2. PROPIEDADES
PERIÓDICAS

3. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
❖Interpretar las principales propiedades periódicas de los
elementos químicos.
❖Deducir la regular variación de las propiedades periódicas para
elementos de un mismo periodo o elementos de un mismo
grupo.
Los estudiantes, al término de la sesión de clases serán capaces de:
I. OBJETIVOS

4. II. INTRODUCCIÓN
Y CONCEPTO

5. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
Litio en agua Sodio en agua Potasio en agua
Los metales litio, sodio y potasio frente al
agua manifiestan cambios químicos muy
energéticos y se oxidan en Li1+, Na1+ y K1+,
respectivamente … recordemos:
Es así que el litio, sodio y potasio
conforman el mismo grupo IA, por
presentar todos 1e- de valencia.
IA
IIA
IIIB IVB
Hum… pero ¿porqué el metal potasio
en el agua reacciona o se oxida más
violentamente?…¿A qué se debe
esto?

6. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
❖ PROPIEDADES PERIÓDICAS
Son propiedades que presentan los átomos de los
elementos químicos y que varían regularmente en un
grupo y periodo en la tabla periódica moderna, sus
valores se miden experimentalmente empleando
procesos físicos y químicos.
Li
Rb
K
Na
Z
A u m e n t a
Cada cierto
incremento
del Z, se
vuelven a
repetir las
propiedades
químicas.
El tema requiere saber ciertos conceptos...
q2
q1
d
q2 q2
q1
q1
q1 y q2: cargas eléctricas
d: distancia
Se
atraen
Se
repelen
FEL = K
𝒒𝟏.𝒒𝟐
𝒅𝟐
Fuerza eléctrica
(atracción o repulsión)
Donde:
Cada cierto tiempo las
manecillas del reloj vuelven a
pasar por la misma posición.
DE FORMA SIMILAR

7. III. RADIO ATÓMICO Y
RADIO IÓNICO

8. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
❖ RADIO ATÓMICO (RA)
Es igual a la mitad de la distancia internuclear (dN) de dos átomos
idénticos adyacentes o unidos por un enlace químico.
Cinta de
magnesio
Ejemplo:
+
Núcleo
+
Núcleo
2 átomos de magnesio
dN
RA
RA
Planteamos la expresión:
2RA = dN RA =
dN
2
Nota:
▪ Los átomos son muy pequeños por
tal razón es conveniente expresar
la dN en picómetros (pm).
¡Futuro cachimbo, vamos
con un ejemplo!
➢ Si de forma experimental se ha
determinado que la dN= 320 pm
entre dos átomos de magnesio
¿Cuál es la medida de su radio
atómico?
Resolución:
RA =
320
2
RA = 160 pm
▪ 1 pm = 10-12 m
El radio atómico (RA) nos
dará una referencia sobre la
medida del volumen atómico.

9. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
➢ VARIACIÓN DEL RADIO ATÓMICO (RA) DE LOS ELEMENTOS DE UN MISMO GRUPO.
+
Núcleo
▪ Comparemos 2 elementos del grupo IA: 3Li y 11Na
3𝐿𝑖 : 1s s
2
2 1
s s p s
1 2 2 3
2 1
6
2
11𝑁𝑎 :
+
Núcleo
RA
RA
1
2
1
2
3
IA
IIA
IIIB IVB
A
u
m
e
n
t
a
Z
A
u
m
e
n
t
a
RA
➢ NÓTESE QUE:
Z(Li) < Z(Na)
RA(Li) < RA(Na)
EN GENERAL:
Elemento Z RA (pm)
H 1 37
Li 3 152
Na 11 186
K 19 227
Si el Z(Na) es mayor,
entonces distribuye más
electrones y es así que
ocupa un nivel más que
el litio.
➢ Comparemos
el grupo IA.
▪ Por lo tanto:

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C U R S O D E Q U í M I C A
➢ VARIACIÓN DEL RADIO ATÓMICO (RA) DE LOS ELEMENTOS DE UN MISMO PERIODO.
▪ Comparemos 2 elementos del 3er periodo: 11Na y 17Cl
11𝑁𝑎 : s s p s
1 2 2 3
2 1
6
2
17𝐶𝑙 :1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
+
Núcleo
RA
1
2
3
+
Núcleo 1
2
3
➢ NÓTESE QUE:
e-
e-
FEL
atracción
FEL
atracción
Z(Na) < Z(Cl)
RA
▪ Luego:
FEL (Na) < FEL (Cl)
atracción atracción
▪ Por lo tanto:
RA(Na) > RA(Cl)
¿El RA del 11Na y 17Cl
serán iguales?
EN GENERAL:
A u m e n t a Z
A u m e n t a RA
Z=11p+
Z=17p+
ELEMENTO Na Mg Al Si P S
Z 11 12 13 14 15 16
RA (pm) 186 160 143 117 110 104
RPTA: No, a pesar que
ambos tienen 3 niveles,
aquí el factor diferenciador
será la fuerza eléctrica de
atracción .
➢ Comparemos el 3er periodo.

11. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
❖ RADIO IÓNICO (RI)
El concepto es similar al del radio atómico, pero
para iones (cationes y aniones). Por lo tanto; nos
proporciona el tamaño relativo de los iones.
+
Núcleo
FEL
repulsión
FEL
repulsión
FEL
atracción
▪ 2 fuerzas definirán el radio, veamos:
entre los electrones
✓ La repulsión. AUMENTA EL RI
DISMINUYE EL RI
✓ La atracción del
a los electrones
núcleo
Generalizando para un mismo elemento químico
podemos concluir que:
+
RA
+
RI
+
RI
Aquí se cumple:
#p+ > #e-
Entonces la fuerza
eléctrica de atracción del
núcleo es más intensa, de
ahí que RI es menor.
Aquí se cumple:
#p+ < #e-
Entonces la fuerza
eléctrica de repulsión
de los electrones es más
intensa, de ahí que RI es
mayor.
RI(Ex+) RA(E) RI(Ex-)
< <
Átomo neutro Ion anión
Ion catión
FEL
atracción
e-
e-

12. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
RETO 2: ¿Quién presenta mayor radio?
25Mn2+
25Mn4+
25Mn6+
RPTA: De igual modo, como todos tienen el mismo N°
protones (#p+=25), entonces el radio lo definirá el #e-.
25Mn2+
25Mn4+
25Mn6+
A u m e n t a R I
(21e-)
(19e-)
A u m e n t a R I
(8e-)
(7e-)
RPTA: Como todos tienen el mismo N° protones (#p+=6)
,entonces el radio lo definirá el #e-.
RETO 1: ¿Quién presenta mayor radio?
6C2-
6C4-
6C1-
6C2-
6C1-
6C4-
(10e-)
Mayor repulsión
(23e-)
Mayor repulsión
A u m e n t a R I
(12p+)
RPTA: Como todos tienen el mismo N° electrones ( #e-=10),
entonces el radio lo definirá el #p+.
12Mg2+
14Si4+
6C4-
(6p+)
Menor atracción
del núcleo
RETO 3: ¿Quién presenta mayor radio?
6C4-
10Ne 14Si4+
12Mg2+
• N° protones: 6p+ 10p+ 14p+ 8p+
• N° electrones: 10e- 10e- 10e- 10e-
10Ne
(10p+)
Para especies isoelectrónicas, se cumple que:
RADIO
NÚMERO
ATÓMICO (Z)
Relación inversa
(14p+)
Mayor atracción
del núcleo

13. IV. ENERGÍA DE IONIZACIÓN,
AFINIDAD ELECTRÓNICA Y
ELECTRONEGATIVIDAD

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C U R S O D E Q U í M I C A
Sistema
(100 J)
Sistema
(100 J)
Absorbe o gana
40J
Libera o pierde
40J
Sistema
(140 J)
Sistema
(60 J)
➢ Proceso Endotérmico ➢ Proceso Exotérmico
△ 𝐸 = 𝐸𝑓 − 𝐸𝑖
△ 𝐸 = 140 − 100
△ 𝐸 = + 40𝐽
△ 𝐸 = 𝐸𝑓 − 𝐸𝑖
△ 𝐸 = 60 − 100
△ 𝐸 = − 40𝐽
(△ 𝑬 > 𝟎) (△ 𝑬 < 𝟎)
▪ Esta parte requiere
aprender ciertos conceptos:

15. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
❖ ENERGÍA DE IONIZACIÓN (EI)
Denominado también como potencial de ionización (PI), se define como la mínima energía necesaria que
se requiere para sustraer o remover un electrón del último nivel de energía del átomo de un elemento en
fase gaseosa, en su estado basal o fundamental. Ejemplo:
6p+
6p+
+
Energía
6C + 1086
𝑘𝐽
𝑚𝑜𝑙
→ 6C + 1e-
(g) (g)
1+
0
(g)
0
6C (g)
1+
6C
1era energía de ionización del carbono (EI1= +1086
𝒌𝑱
𝒎𝒐𝒍
)
Representación
simbólica:
absorbe energía
(proceso endotérmico)
▪ Se puede deducir o inferir que:
Cuanto mayor sea la fuerza de
atracción eléctrica del núcleo,
también mayor será la energía
de ionización para retirar al e-.
▪ La E.I. es similar a la energía
absorbida por una olla para
así retirarle un maíz .
Energía

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C U R S O D E Q U í M I C A
Nos será de gran utilidad recordar la siguiente relación:
Radio
atómico
Se deduce FEL
Atracción
del núcleo
Se deduce Energía de
ionización
➢ Generalizando la variación de la energía de ionización:
A
u
m
e
n
t
a
Z
A u m e n t a Z
A u m e n t a E.I.
A
u
m
e
n
t
a
E.I.
¡SABIAS QUE!
Los metales alcalinos (grupo IA)
presentan la más baja energía de
ionización, es decir, fácilmente se
oxidan o con facilidad pierden
electrones de la última capa. En
consecuencia es difícil hallarlos en la
naturaleza como metales puros.
RETO: ¿Qué tipo de átomo
pierde más fácilmente un e-
de la última capa?
Átomo R Átomo T
EI1= +520
𝑘𝐽
𝑚𝑜𝑙
EI1= +800
𝑘𝐽
𝑚𝑜𝑙
RPTA: El átomo R, porque requiere de
menos energía, con solo 520 kJ de
energía se puede producir 1 mol de
cationes R1+.

17. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
❖ AFINIDAD ELECTRÓNICA (AE)
Es el cambio de energía que se produce cuando el átomo de un elemento en fase gaseosa, en su
estado basal o fundamental gana un electrón para convertirse en un anión. Ejemplo:
9F + 1e- → 9F + 328
𝑘𝐽
𝑚𝑜𝑙
(g) (g)
1-
0
(g)
0
9 F (g)
1-
9 F
1era afinidad electrónica del flúor (AE1= - 328
𝒌𝑱
𝒎𝒐𝒍
)
Representación
simbólica:
libera energía
(proceso exotérmico)
9p+ 9p+
▪ La A.E. es similar a la
energía que libera un niño
afiebrado, luego de ingerir
una pastilla o cápsula.
▪ Complementemos algo mas:
El e- ganado genera mayor
estabilidad del anión, sobre
todo cuando: la última capa
tenga más e- o menor sea
el RA del átomo, por tanto
mayor será la AE.
Energía
Energía
+

18. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
➢ Generalizando la variación de la afinidad electrónica:
A
u
m
e
n
t
a
Z
A u m e n t a Z
A u m e n t a A.E.
A
u
m
e
n
t
a
A.E.
Radio
atómico
AE
ESTUDIANTE
TENER PRESENTE:
✓ Generalmente el valor de la AE
es negativo, pero los grupos IIA
y VIIIA presentan valores de AE
positiva.
Los gases nobles (VIIIA)
tienen poca probabilidad de
ganar 1e- debido a que
todos los orbitales de los
subniveles s y p se
encuentran llenos. Es decir
los aniones: He1-, Ne1-, Ar1-,…
son inestables.
✓ También tener presente:
Relación
inversa
La AE es una medida de la facilidad que tiene el átomo para
ganar 1 e- adicional. Además:

19. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
❖ ELECTRONEGATIVIDAD (EN)
Es la fuerza relativa de un átomo para atraer electrones de enlace
hacia su núcleo, al unirse químicamente con otro átomo.
RA
Ejemplo: Sean dos átomos A y B del mismo periodo, donde Z(A) < Z(B).
Á T O M O A
Á T O M O B
RA
✓ Menor
electronegatividad.
✓ Mayor
electronegatividad.
FEL
atracción FEL
atracción
Electrones
de enlace
¡RECUERDE!
La electronegatividad se expresa en
unidades de energía según la escala
de Linus Pauling (1932), quien
demostró que esta propiedad
depende de la energía de enlace, que
a su vez depende de la EI y AE.
▪ Complementemos algo mas:
▪ En cada periodo, los no metales tienen
menores radios atómicos que los
metales, por ello poseen mayores EN,
excepto los gases nobles.
Ejemplos:
EN (F=4,0 ; O=3,5 ; N=3,0 ; Cl= 3,0)

20. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U í M I C A
➢ Generalizando la variación de la electronegatividad:
A
u
m
e
n
t
a
Z
A u m e n t a Z
A u m e n t a E.N.
A
u
m
e
n
t
a
E.N.
Nos será de gran utilidad recordar la siguiente relación:
Radio
atómico
Se deduce
La fuerza eléctrica
de atracción del
núcleo.
Se deduce EN
ESTUDIANTE,
TEN PRESENTE.
✓ En la escala de Pauling, el
flúor es el elemento más
electronegativo (EN=4,0).
✓ En la escala de Pauling, los
menos electronegativos son
el cesio y el francio (EN=0,7).
✓ A condiciones ambientales
los gases nobles no presentan
electronegatividad, debido a
que todos sus orbitales de su
último nivel están llenos, de
ahí que no puedan enlazarse
con otros átomos.

21. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
C U R S O D E Q U Í M I C A
Linus Carl Pauling (1901- 1994)
(Químico, bioquímico e investigador medico, recibió un
premio Nobel en Química y un premio Nobel de la paz).
“La ciencia es la búsqueda de la verdad, que es el esfuerzo
por entender el mundo: implica el rechazo de prejuicios, de
dogmas, de la revelación, pero no el rechazo de la moral”.
Linus Carl Pauling

22. w w w . a d u n i . e d u . p e