Aquí se enseñará todo sobre las propiedades periódicas más importantes

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Unidad Curricular 5.
Propiedades
Periódicas

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VARIACIONES PERIODICAS DE LAS PROPIEDADES
• Carga nuclear efectiva
• Radio atómico
• Radio iónico
• Energía de Ionización
• Afinidad Electrónica
• Electronegatividad
• Carácter metálico

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Propiedades Periódicas
Son propiedades que presentan los átomos de un elemento y que varían en la Tabla Periódica de
acuerdo a su posición. Por la posición de un elemento podemos predecir los valores de dichas
propiedades y su comportamiento desde el punto de vista químico, ya que dicho comportamiento
depende en gran manera de sus propiedades periódicas.

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Las propiedades de los átomos dependen de sus configuraciones electrónicas y de la fuerza con la
que estos electrones son atraídos al núcleo. La fuerza de atracción aumenta conforme la carga
nuclear se incrementa y disminuye conforme el electrón se aleja del núcleo.
Una vez que se desprende un electrón del átomo de helio, se necesita más energía para extraer el
segundo electrón ya que no hay apantallamiento y el electrón es atraído con más fuerza bajo todo el
efecto de la carga nuclear.

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Aumenta

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Reglas de Slater
Son un conjunto de reglas ideadas por John Slater en 1930 que se usan para calcular la cara
nuclear efectiva sobre un determinado electrón, en un átomo polielectrónico. El efecto de pantalla se
refiere a la disminución de la fuerza de atracción por parte del núcleo debido a la presencia de
electrones.
• Cada electrón del mismo grupo del que se quiere determinar Zefect aporta 0.35 a la constante de
apantallamiento, excepto si se trata del grupo 1s, donde electrón contribuye con 0.30.
• Si el grupo al que pertenece el electrón estudiado es s o p, cada electrón del grupo inmediato
inferior aportará 0.85 a la constante.
• Electrones de niveles por debajo del inmediato inferior aportarán 1 a la constante.
• Si el grupo al que pertenece el electrón estudiado es d o f, cada electrón de los niveles inferiores
aporta con 1 a la constante de apantallamiento.

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Calcule Zefect (Z*) para un electrón 4s del átomo de calcio (Z = 20).
20Ca: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2
(1s) 2 (2s 2p)8 (3s 3p)8 (4s)2
σ = (10 x 1) + (8 x 0.85) + (1 x 0.35) = 17.15
Z* = Z – σ = 20 – 17.15 = 2.85
4s Electrones Contribución
n = 4 1(s) 1 x 0.35 = 0.35
n = 3 8 (s, p) 8 x 0.85 = 6.8
n ≤ 2 10 (s, p) 10 x 1.0 = 10
Apantallamiento 17.15
Z* 20 – 17.5 = 2.85

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Radio Atómico: Tamaño de los átomos. En la práctica, el valor que se asigna es la mitad de la
distancia entre los núcleos de dos átomos iguales entrelazados entre sí.
Elementos diatómicos Átomos en red tridimensional

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J. C. Slater (1964), Journal of Chemical Physics, 41, 3199, doi:10.1063/1.1725697
Valores en Å publicados por Slater con
una incertidumbre de 0.12 Å
Valores en pm

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Radio Iónico: Los Cationes son de menor tamaño que los átomos de los que proceden. Los
Aniones son de mayor tamaño que los átomos respectivos.
Si el átomo forma un anión,
la carga nuclear permanece
constante pero la repulsión
que resulta por la adición de
electrones aumenta el
tamaño de la nube
electrónica.
Si el átomo forma un catión,
libera electrones pero la
carga nuclear permanece
constante y en consecuencia
la nube electrónica se
contrae.

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El catión siempre es más pequeño que
el átomo a partir del cual se formó.
El anión siempre es más grande que el
átomo a partir del cual se formó.

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Tendencias
Para los iones derivados de elementos de diferentes grupos, la comparación sólo tiene significado si
los iones son isoelectrónicos (mismo número de electrones), se puede por ejemplo comparar el Na+
y el F-. El catión sodio será más pequeño que el anión flúor. Ambos iones tienen el mismo número de
electrones, pero el Na (Z = 11) tiene más protones que el F (Z = 9).
Si analizamos cationes isoelectrónicos,
observamos que los radios de los iones
tripositivos (3+) son más pequeños que los
iones dispositivos (2+), los cuales a su vez son
más pequeños que los monopositivos (1+).
Al analizar aniones isoelectrónicos, se
observa que los iones mononegativos (1-) son
más pequeños que los iones dinegativos (2-) y
estos a su vez que los trinegativos (3-)

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a) N3- o F- N3- > F-
a) Ca2+ o Cl- Ca2+ < Cl-
a) Fe2+ o Fe3+ Fe2+ > Fe3+
Indique para cada una de las siguientes especies, ¿cuál es la de mayor tamaño?
a) N3- o F-
a) Ca2+ o Cl-
a) Fe2+ o Fe3+

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I1 < I2 < I3

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Experimentalmente, la afinidad electrónica se determina desprendiendo el electrón adicional de un
anión. Sin embargo, en contraste con la energía de ionización, la afinidad electrónica es difícil de medir
porque los aniones de muchos elementos son inestables.

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• La energía de ionización y la afinidad electrónica ayudan a entender los tipos de reacciones en la
que participan los elementos, así como la naturaleza de los compuestos que forman.
• Estas dos medidas se relacionan de manera sencilla: la energía de ionización mide la atracción de
un átomo por sus propios electrones, mientras que la afinidad electrónica expresa la atracción de
un átomo por un electrón adicional proveniente de alguna otra fuente.
• Juntas, permiten tener una idea acerca de la atracción de un átomo por los electrones.

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Electronegatividad: Se define como la tendencia relativa de sus átomos para atraer electrones de
otros átomos con los que están enlazados. Linus Pauling (1901-1994) estableció una escala arbitraria,
en donde el Flúor tiene el valor más alto (4).

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Carácter Metálico: La distribución de la Tabla Periódica, separa a los elementos en Metales y No
Metales, los cuales se distinguen entre sí por sus propiedades físicas y químicas, que varían
gradualmente en la Tabla Periódica, desde las propias de los metales a la izquierda de la tabla, hasta
las que definen a los no metales a la derecha. Algunos elementos no corresponden exactamente con
esta clasificación y se los llama Metaloides.
Los gases nobles forman un grupo aparte caracterizado por su gran estabilidad, ya que no forman
compuestos con otros elementos.

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Consulte su tabla periódica y organice los
siguientes átomos en orden creciente de
su radio: P, Si, N.
Si > P > N
¿Cuál átomo debe tener una primera
energía de ionización menor, el oxígeno o
el azufre?
¿Cuál átomo debe tener una segunda
energía de ionización mayor, el litio o el
berilio?
¿Cuáles son las configuraciones
electrónicas de los metales
alcalinotérreos? ¿El núcleo atraería con
fuerza un electrón extra en un átomo de
este tipo?

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Tendencias Generales – Relaciones diagonales en la Tabla Periódica
• Los elementos del mismo grupo se parecen entre sí en su comportamiento químico porque tienen
configuraciones electrónicas externas semejantes. Sin embargo, el primer miembro de cada grupo
difiere del resto de los miembros del mismo grupo.
• Las relaciones diagonales se refieren a las semejanzas que existen entre pares de elementos de
diferentes grupos y periodos en la tabla periódica. El boro y el silicio por ejemplo son
semiconductores, forman haluros que se hidrolizan en agua y forman óxidos ácidos.

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GRUPOS REPRESENTATIVOS EN LA TABLA PERIÓDICA
Metales Alcalinos: Familia o grupo 1A-IA, baja energía de ionización, tendencia elevada a perder su
único electrón de valencia.
Metales Alcalinotérreos: Familia o grupo 2A-IIA, menos reactivos que los metales alcalinos.
Grupo o Familia 3A-IIIA: Grupo de metales a excepción del boro que es un metaloide.
Grupo o Familia 4A-IVA: Carbono no metal, silicio y germanio metaloides, estaño y plomo metales.
Grupo o Familia 5A-VA: Nitrógeno y fósforo no metales, arsénico, antimonio metaloides y bismuto
metal.
Grupo o Familia 6A-VIA: Oxígeno, azufre y selenio no metales, telurio y polonio metaloides.
Halógenos: Familia o grupo 7A-VII A, todos son no metales con fórmula general X2. Debido a su gran
reactividad, los halógenos nunca se encuentran en estado elemental en la naturaleza.

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Metales Nobles Familia o Grupo 8A-VIII A
Son un grupo de elementos con propiedades muy similares, son gases monoatómicos, inodoros,
incoloros. Sus nivels ns y np o niveles de valencia se consideran completamente llenos, por lo que
tiene poca tendencia a participar en las reacciones quimicas. Son los elementos con las energías de
ionización más altas y no tienden a aceptar electrones extras.

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Dada las siguientes configuraciones electrónicas prediga
el radio atómico para cada uno de los átomos
A: 1s2, 2s2, 2p4
B: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5
C: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6
- ¿Qué átomo tiene la mayor y la menor energía de
ionización?
- De cada configuración dada, diga el ion más estable
que se formaría, el valor esperado en el radio iónico y la
configuración electrónica del ion formado.
- De todos los iones formados cuáles serían
isoelectrónicos con el argón.
De los siguientes elementos, cuál tendrá menor
segunda energía de ionización: Be, Fe, Fr, Al.
De acuerdo a la serie
• Ca2+, l-, Ni2+
• O2-, F-, Na1+
¿Cuál de los siguientes iones son isoelectrónicos?
- ¿cuál sería el orden creciente en base a sus radios
iónicos?
De las siguientes configuraciones diga que elemento
tendría mayor carácter metálico.
A: 1s2, 2s1
B: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5
C: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d3

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