Este documento trata sobre las relaciones periódicas entre los elementos. Explica conceptos como la configuración electrónica de los elementos, cationes y aniones, radios atómicos e iónicos, energías de ionización y afinidad electrónica. También describe tendencias en los grupos principales como los incrementos en reactividad a lo largo de los períodos y grupos.

1. Relaciones periódicas entre los
elementos
Capítulo 8
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2. Cuando los elementos fueron descubiertos
Antigüedad
Edad media-1700
8.1

3. Configuraciones electrónicas de los elementos en el
ns2np6
ns1
estado fundamental
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
ns2
d10
d1
d5
4f
5f
8.2

4. Clasificación de los elementos
Elementos Zinc
representativos Cadmio
Mercurio
Gases nobles Lantánidos
Metales de
transición Actínidos
8.2

5. Configuraciones electrónicas de cationes y aniones
de elementos representativos
Los átomos pierden
Na [Ne]3s 1 +
Na [Ne] electrones para que el catión
Ca [Ar]4s2 Ca2+ [Ar] tenga la configuración
electrónica externa de un gas
Al [Ne]3s23p1 Al3+ [Ne] noble.
H 1s1 H- 1s2 or [He]
Los átomos ganan
electrones para que el F 1s22s22p5 F- 1s22s22p6 o [Ne]
anión tenga una
configuración O 1s22s22p4 O2- 1s22s22p6 o [Ne]
electrónica externa de N 1s22s22p3 N3- 1s22s22p6 o [Ne]
un gas noble.
8.2

6. +1 Cationes y aniones de elementos representativos
+2
+3
-3
-2
-1
8.2

7. Na+: [Ne] Al3+: [Ne] F-: 1s22s22p6 o [Ne]
O2-: 1s22s22p6 o [Ne] N3-: 1s22s22p6 o [Ne]
Na+, Al3+, F-, O2-, y N3- son todos isoelectrónicos con Ne
¿Qué átomo neutral es isoelectrónico con H- ?
H-: 1s2 La misma configuración electrónica que He
8.2

8. 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]4s23d6 Mn: [Ar]4s23d5
Fe2+: [Ar]4s03d6 o [Ar]3d6 Mn2+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5
Fe3+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5
8.2

9. Carga nuclear efectiva (Zefec) es la “carga positiva”
protegida por el electrón.
Zefec = Z - σ 0 < σ < Z (σ = constante de protección)
Zefec ≈ Z – número de electrones del interior o del centro
Z Centro Zefec Radio
Na 11 10 1 186
Dentro de un periodo
Mg 12 10 2 160
Zefc aumenta,
Al 13 10 3 143 el radio disminuye
Si 14 10 4 132
8.3

10. Aumento del radio atómico
Aumento del radio atómico
8.3

11. Radio atómico
Radio atómico (pm)
Número atómico 8.3

12. Comparación del radio atómico con el radio iónico
Radio (pm)
Radio (pm)
Número atómico Número atómico
8.3

13. 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

14. Radio iónico
8.3

15. La energía de ionización es la energía mínima (kJ/mol)
necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado
gaseoso, en su estado fundamental.
I1 + X (g) X+(g) + e- I1 primera energía de ionización
I2 + X (g) X2+(g) + e- I2 segunda energía de ionización
I3 + X (g) X3+(g) + e- I3 tercera energía de ionización
I1 < I2 < I3
8.4

16. Variación de la primera energía de ionización
con el número atómico
Lleno nivel n=1
Lleno nivel n=2
Primera energía de ionización
Lleno nivel n=3
Lleno nivel n=4
(kJ/mol)
Lleno nivel n=5
Número atómico Z
8.4

17. Aumento de la primera energía de ionización Tendencia general de la primera energía de ionización
Aumento de la primera energía de ionización
8.4

18. 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) ∆H = -328 kJ/mol EA = +328 kJ/mol
O (g) + e- O-(g) ∆H = -141 kJ/mol EA = +141 kJ/mol
8.5

19. Afinidad electrónica contra número atómico
Afinidad electrónica
(kJ/mol)
Número atómico Z 8.5

20. Relaciones diagonales en la tabla periódica
8.6

21. Elementos del grupo 1A (ns1, n ≥ 2)
M M+1 + 1e-
2M(s) + 2H2O(l) 2MOH(aq) + H2(g)
4M(s) + O2(g) 2M2O(s)
Incremento de reactividad
8.6

22. Elementos del grupo 2A (ns2, n ≥ 2)
M M+2 + 2e-
Be(s) + 2H2O(l) No reacciona
Mg(s) + 2H2O(g) Mg(OH)2(aq) + H2(g)
M(s) + 2H2O(l) M(OH)2(aq) + H2(g) M = Ca, Sr, o Ba
Incremento de reactividad
8.6

23. Elementos del grupo 3A (ns2np1, n ≥ 2)
4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)
2Al(s) + 6H+(aq) 2Al3+(aq) + 3H2(g)
8.6

24. Elementos del grupo 7A (ns1np5, n ≥ 2)
X + 1e- X -1
X2(g) + H2(g) 2HX(g)
Incremento de reactividad
8.6