propiedades periodicas

1Tabla periTabla peridica y dica y propiedades peripropiedades peridicas dicas

de los elementosde los elementos

2

A lo largo de la historia, los qumicos han intentado ordenar los elementos de forma agrupada, de tal manera que aquellos que posean propiedades similares

estn juntos. El resultado final el sistema peridico


estn juntos. El resultado final el sistema perisistema peridicodico

Dimitri Ivnovich Mendelyev

3

Cuando los elementos se ordenan en orden creciente de su nmero atmico, aparece una repeticin peridica de algunas propiedadesfsicas y qumicas

Las propiedades qumicas de los elementos se deben en gran parte a la configuracin de la ltima capa electrnica (capa de valencia).

Por este motivo se ordenan los elementos en la tabla peridica.oColumnas: grupos (misma configuracin de la capa de valencia)oFilas: perodos (mismo nmero de capas n)

Propiedades periPropiedades peridicas de los elementosdicas de los elementos

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estn juntos. El resultado final el sistema peridico


estn juntos. El resultado final el sistema perisistema peridicodico

Los elementos estn colocados por orden creciente de su nmero atmico (Z)

GRUPOS

a las columnas de la tabla

PERODOS

a las filas de la tabla

Se denominan

La utilidad del sistema peridico reside en que los elementos de un mismo grupo poseen propiedades qumicas similares

La utilidad del sistema peridico reside en que los elementos de un mismo grupo poseen propiedades qumicas similares

5Propiedades periPropiedades peridicas de los elementosdicas de los elementos

6

GRUPOS

P

E

R

O

D

O

S

7


n s2 (n1)d1(n2)f1-14El. de transicin Interna (lantnidos y actnidos)f

n s2(n1)d1-10Elementos de transicin3-12d

n s2 p1n s2 p2n s2 p3n s2 p4n s2 p5n s2 p6

TrreosCarbonoideosNitrogenoideosAnfgenos (o calcgenos)HalgenosGases nobles

13 (III)14 (IV)15 (V)16 (VI)17 (VII)18

p

n s1n s2

AlcalinosAlcalino-trreos

12s

Config. Electrn.NombresGrupoBloque

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Si un tomo neutro gana o pierde electrones, se convierte en una especie cargada, denominada ion

Si gana electrones, hay exceso de stos, el ion ser negativo y se denomina anin

Si pierde electrones, hay defecto de stos, el in ser positivo y se denomina catin

Los elementos qumicos se pueden clasificar, segn su facilidad para perder o ganar electrones:

Metales

No metales

Semimetales

Gases nobles

Tipo de elemento Ejemplo Facilidad para formar iones

Li, Be, Re, Li, Be, Re, AgAgO, F, I, PO, F, I, P

Si, GeSi, Ge

He, He, NeNe, , ArAr

Forman fForman fcilmente iones positivoscilmente iones positivosForman fForman fcilmente iones negativoscilmente iones negativos

Forman con dificultad iones positivosForman con dificultad iones positivos

No forman ionesNo forman iones

Especies con carga elEspecies con carga elctrica, iones.ctrica, iones.

9GRUPOSP

E

R

O

D

O

S

Metales

Semimetales No metales

No metales

10

Propiedades peridicas: Apantallamiento y carga nuclear efectivaCARGA NUCLEAR EFECTIVA (Zef): Es la carga real que mantiene unido a cada e al ncleo. Depende de dos factores contrapuestos:

o Carga nuclear (Z). A mayor Z mayor Zef, pues habr mayor atraccin por parte del ncleo al haber ms protones.o Apantallamiento o efecto pantalla (a) de e interiores o repulsin electrnica (es como si estos e- interiores tapasen, cubriesen al nucleoparcialmente). A mayor apantallamiento menor Zef.

As consideraremos que: aZZef =

Los electrones interiores (dentro del circulo) tapan -apantallan- el efecto la carga- del ncleo

11

aZZef =

Variacin de Zef en la tabla:En un mismo grupo la Zef en los e de valencia vara poco.(al aumentar Z (al bajar en el grupo), pues aunque hay una mayor

carga nuclear tambin hay un mayor apantallamiento). (Consideraremos que en la prctica cada e de capa interior es capaz de contrarrestar el efecto de un protn).

En un periodo la Zef aumenta al avanzar hacia la derecha(porque Z aumenta pero en cambio el apantallamiento casi no

vara).

Propiedades peridicas: Apantallamiento y carga nuclear efectiva

12

Propiedades peridicas: Apantallamiento y carga nuclear efectivaCarga nuclear efectiva y reactividad.

La atraccin que sufren los electrones de valencia no slo dependen de la carga nuclear efectiva, sino tambin de la distancia del e al ncleo(ley de Coulomb). Por ello, la reactividad de los tomos depender de ambos factores.Los metales sern tanto ms reactivos cuanto menor sea Z* y mayor distancia al ncleo, es decir, cuando pierdan los e con mayor facilidad.Ejemplo: El e 4s del K es ms reactivo que el 3s del Na.

Sin embargo, los no-metales sern ms reactivos a mayor Z* y menor distancia al ncleo, es decir, cuando los e que entran sean ms atrados.Ejemplo: El e que capture el F ser ms atrado que el que capture el O o el Cl.

13

Los tomos e iones no tienen un tamao definido, pues sus orbitales no ocupan una regin del espacio con lmites determinados.

Se define como: la mitad de la distancia entre dos tomos iguales que estn enlazados entre s (en una molcula, etc).

Es decir, el radio de un mismo tomo depende del tipo de enlace que forme, e incluso del tipo de red cristalina que formen los metales. (se habla de radio covalente, metlico, etc)

Tamao relativo de los tomos de los elementos representativos. Los radios estn expresados en nm (1 nm = 10-9 m)

Propiedades peridicas: El tamao atmico

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En un grupo: el tamao atmico aumenta al descender en un grupoEfecto de contraccin: Al descender en el grupo aumenta el nmero atmico y, por tanto, la carga nuclear. Los electrones son atrados con ms fuerza y por consiguiente disminuye el tamao

Efecto de apantallamiento: Al descender en el grupo, aumentan el nmero de capas electrnicas, con lo que el tamao aumenta.

Este efecto es ms fuerte que el anterior

En un perodo: el tamao atmico disminuye al avanzar en un perodo

Al aumentar el nmero de electrones en la misma capa y aumentar la carga nuclear los electrones se acercan ms al ncleo

Dentro de cada perodo, los tomos de los metales alcalinos son los ms grandes.

Propiedades peridicas: El tamao atmico

15Dentro de cada perodo, los tomos de los metales alcalinos son los ms grandes. 16

En iones positivos (cationes): el tamao del catin es ms pequeo que el del tomo neutro ya que al perder electrones de la capa ms externa, los que

quedan son atrados por el ncleo con ms fuerza por la carga positiva del ncleo

En iones negativos (aniones): el tamao del anin es ms grande que el del tomo neutro. Un in negativo se forma cuando el tomo gana electrones.

Estos electrones aumentan las fuerzas de repulsin existentes entre ellos

Propiedades peridicas: El tamao inico

17

La primera energa de ionizacin (EI) es la energa necesaria para arrancar el electrn ms externo de un tomo en estado gaseoso

Ca (g) + EI Ca+ (g) + e-

La segunda energa de ionizacin es la energa necesaria para arrancar el siguiente electrn del in monopositivo formado:

Ca+ (g) + 2EI Ca2+ (g) + e-

Propiedades peridicas: ENERGA DE IONIZACIN.

18

La energa de ionizacin crece al avanzar en un perodo (ya que al avanzar en un perodo, disminuye el tamao atmico y aumenta la carga positiva del ncleo. As, los electrones al estar atrados cada vez con ms fuerza, cuesta ms arrancarlos)

Excepciones: las anomalas que se observan tienen que ver con la gran estabilidadque poseen los tomos con orbitales semiocupados u ocupados, debido a que loselectrones son ms difciles de extraer.

Propiedades peridicas: ENERGA DE IONIZACIN.

La energa de ionizacin disminuye al descender en un grupo(ya que aunque la carga nuclear aumenta y tambin aumenta el nmero de capas electrnicas, por lo que el electrn a separar que est en el nivel energtico ms externo, sufre menos la atraccin de la carga nuclear (por estar ms apantalladoy ms lejos) y necesita menos energa para ser separado del tomo)

19

Prop. peridicas: AFINIDAD ELECTRNICA O ELECTROAFINIDAD.

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Afinidad electrnica es el cambio de energa que acompaa al proceso de adicin de un electrn a un tomo gaseoso (AE). Los valores de la afinidad electrnica se

consideran, normalmente, para 1 mol de tomos

Aplicando el convenio de termodinmica de signos, un ejemplo sera:

F (g) + e- F- (g) + 328 KJ / mol se desprende energa AE< 0 (AE=- 328 KJ /mol)Be (g) + e- + 240 KJ / mol Be- (g) se absorbe energa AE> 0(AE=+ 240 KJ /mol)La mayora de los tomos neutros, al aadir un electrn, desprenden energa*, siendo los halgenos los que ms desprenden y los alcalinotrreos los que absorben ms energa

La variacin de la afinidad electrnica es similar a la de la energa de ionizacin, sin embargo hay algunas excepciones y la afinidad electrnica de algunos elementos se desconoce

La afinidad electrnica est relacionada con el carcter oxidante de un elemento. Cuanta mayor energa desprenda un elemento al ganar un electrn, mayor ser su carcter oxidante. As, los halgenos tienen un elevado carcter oxidante, al contrario de los alcalinotrreos que carecen de carcter oxidante

Propiedades peridicas: AFINIDAD ELECTRNICA.

*A mayor energa desprendida mayor estabilidad del n negativo que se ha formado (es una medida de cuanto quiere un electrn ese tomo)

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La electronegatividad es la tendencia que tienen los tomos de un elemento a atraer hacia s los electrones cuando se combinan con tomos de otro elemento. Por tanto es una propiedad de los tomos enlazados

La determinacin de la electronegatividad se hace conforme a dos escalas:Escala de Mulliken: Considera la electronegatividad como una propiedad de los tomos aislados, su valor es:

Escala de Pauling: Se expresa en unidades arbitrarias: al flor, se le asigna el valor ms alto, por ser el elemento ms electronegativo, tiene un valor de 4 y al cesio, que es el menos electronegativo se le asigna el valor de 0,7

2EIAE EN +=

La electronegatividad aumenta con el nmero atmico en un perodo y disminuye en un grupo.

El valor mximo ser el del grupo 17 y el valor nulo es el de los gases

nobles

Propiedades peridicas: ELECTRONEGATIVIDAD

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Propiedades periPropiedades peridicas de los elementosdicas de los elementosELECTRONEGATIVIDAD (X) Y CARCTER METLICO:La electronegatividad es la tendencia que tienen los tomos de un elemento a atraer hacia s los electrones de tomos de otro elemento cuando se combinan. Por tanto es una propiedad de los tomos enlazados (Es una combinacin entre los conceptos de EI y AE). La electronegatividad aumenta hacia arriba en los grupos pues los e son ms atrados por el ncleo a menores distancias y hacia la derecha en los periodos ya que hay mayor Zef y una menor distancia. (Pauling estableci una escala de electronegatividades entre 0,7 (Fr) y 4 (F).)Aunque la Tabla Peridica se clasifica tradicionalmente en metales, no-metales y gases nobles, no existe una barrera clara entre las dos primeras clases, existiendo unos elementos llamados semimetales con caractersticas intermedias ya que la mayor o menor tendencia a perder o capturar electrones es gradual a lo largo de la tabla.

23


ELECTRONEGATIVIDAD (X) Y CARCTER METLICO:

3.0

24

CarCarcter metcter metlicolico

Carcter metlicoUn elemento se considera metal desde un punto de vista electrnico cuando

cede fcilmente electrones y no tiene tendencia a ganarlos; es decir, los metales son muy poco electronegativos.Un no-metal es todo elemento que difcilmente cede electrones y s tiene

tendencia a ganarlos; es muy electronegativo.Los gases nobles no tienen ni carcter metlico ni no metlico.La lnea quebrada que empieza en el boro (B) y termina en el astato (At) marca

la separacin entre los metales, que se encuentran por debajo de ella, y los no metales, que se sitan en la parte superior (ver tabla peridica en pginas anteriores).Los semimetales son los elementos que no tienen muy definido su carcter

metlico o no metlico y se sitan bordeando esta lnea divisoria.

25

Metales: Pierden fcilmente electrones para formar cationes Bajas energas de ionizacin Bajas afinidades electrnicas Bajas electronegatividades Forman compuestos con los no metales, pero no con los metalesSe oxidan fcilmente

Segn el carcter metlico podemos considerar los elementos como:

No Metales: Ganan fcilmente electrones para formar aniones Elevadas energas de ionizacin Elevadas afinidades electrnicas Elevadas electronegatividades Forman compuestos con los metales, y otros con los no metalesNo se oxidan fcilmente

Semimetales o metaloides: Poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales (Si, Ge)

Metales y no metalesMetales y no metales

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GRUPOS

P

E

R

O

D

O

S

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Metales: Tienen brillo metlicoBuenos conductores del calor (Q) Buenos conductores electricidad Maleables y dctilesEn estado slido presenta enlace metlicoA temperatura ambiente son slidos (excepto el mercurio)

PROPIEDADES FSICAS:

No Metales:No tienen brillo metlicoMalos conductores de Q y electricidadQuebradizos Forman compuestos con los metales, y otros con los no metales

Semimetales o metaloides: Poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales (Si, Ge)

Metales y no metalesMetales y no metales

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Disminuye al avanzar en un perodo Aumenta al descender en el grupo

Aumenta al avanzar en un perodo Aumenta al ascender en el grupo

En los gases nobles la reactividad es casi nula o muy baja, debido a que poseen configuraciones electrnicas muy estables

Los metales reaccionan perdiendo electrones, as cuanto menor sea su energa de ionizacin sern ms reactivos. La reactividad:

Los no metales reaccionan ganando electrones, as cuanto mayor sea su afinidad electrnica sern ms reactivos. La reactividad:

REACTIVIDAD.REACTIVIDAD.

29 30

LAS PROPIEDADES PERIDICAS VARAN DE LA SIGUIENTE MANERA

LAS PROPIEDADES PERIDICAS VARAN DE LA SIGUIENTE MANERA

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http://100ciaquimica.edv3.net/tabla/http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~jpccec/tablap/index1.html

Enlaces interesantes para este tema::

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KxFe =G

0ll =xK constante elstica

de l muelle

animacion

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propiedades periodicas

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