Estructura de la materia · Modelos atómicos y periodicidad
Tabla periódica y tendencias
En la clase de laboratorio del colegio, tu profesora corta con un cuchillo un trozo de litio, de sodio y de potasio: los tres son metales blandos que reaccionan con el agua, cada uno con más fuerza que el anterior. Sus números atómicos son 3, 11 y 19, y sin embargo se parecen. ¿Por qué los elementos repiten su "personalidad" química a intervalos regulares? La respuesta está en los electrones de la capa de valencia, y en este apartado la usamos para predecir tamaños, energías y comportamientos.
Número atómico y estructura de la tabla
Mendeléiev ordenó los elementos por masa atómica creciente, pero algunas parejas, como el telurio y el yodo, no encajaban (los modelos de la ciencia cambian con el tiempo). Moseley mostró que el criterio correcto es el número atómico $Z$, es decir, el número de protones.
Un elemento es metal si tiende a perder electrones (pocos electrones de valencia, a la izquierda y abajo), no metal si tiende a ganarlos (a la derecha) y semimetal si está en la diagonal que los separa (B, Si, Ge, As, Sb, Te).
Radio atómico e iónico
El radio del litio es $152\ \text{pm}$ y el del flúor, $72\ \text{pm}$, a pesar de que el flúor tiene más protones y más electrones. Y el $\mathrm{Li^+}$ mide solo $76\ \text{pm}$. ¿Cómo puede encogerse un átomo al sumarle partículas?
Energía de ionización
Arrancarle un electrón a un átomo cuesta energía, y no cuesta lo mismo en todos los elementos. ¿De qué depende?
Se pueden arrancar electrones uno tras otro: $I_1, I_2, I_3\dots$ Cada uno cuesta más que el anterior, pero hay un salto muy grande cuando se pasa a una capa interna completa.
Afinidad electrónica y electronegatividad
Un átomo de cloro gaseoso libera $349\ \text{kJ/mol}$ al captar un electrón; el argón, justo al lado, no lo quiere. ¿Por qué unos átomos capturan electrones con tanta avidez y otros los rechazan?
Vuelve al principio: Li, Na y K se parecen porque los tres tienen un solo electrón de valencia ($ns^1$, grupo 1), y cuanto más abajo, más lejos está ese electrón del núcleo, menor es $I_1$ y más enérgica la reacción.
Practica★☆☆Sin empezar
La electronegatividad cuantifica la tendencia relativa de un átomo enlazado a atraer hacia sí la densidad electrónica del enlace químico. a) Explica cómo varía la…
La electronegatividad cuantifica la tendencia relativa de un átomo enlazado a atraer hacia sí la densidad electrónica del enlace químico.
a) Explica cómo varía la electronegatividad a lo largo de un periodo de la tabla periódica al avanzar de izquierda a derecha, justificando el comportamiento en función de la carga nuclear efectiva y el radio atómico.
b) Justifica por qué los gases nobles carecen generalmente de valores definidos de electronegatividad en la escala de Pauling habitual.