Tamaño del átomo y su influencia
El átomo no tiene límites rígidos, ya que la densidad de las nubes electrónicas disminuye gradualmente. El radio atómico se determina experimentalmente a partir de la distancia entre núcleos en moléculas o cristales.
Al pasar a un nuevo período, el radio aumenta drásticamente debido a la aparición de electrones en un nuevo nivel energético. El aumento del radio debilita la unión de los electrones externos con el núcleo, lo que afecta directamente las propiedades de los elementos. Por ejemplo, en los metales alcalinos, al aumentar el radio desde el litio hasta el cesio, disminuye de forma regular su punto de fusión:
| Elemento | Li | Na | K | Rb | Cs |
|---|---|---|---|---|---|
| Radio, pm | 159 | 171 | 216 | 229 | 282 |
| Punto de fusión, °C | 180 | 98 | 63 | 39 | 28 |
Energía de ionización y cationes
La capacidad de un átomo para convertirse en un ion con carga positiva (catión) se caracteriza por la energía de ionización ($E_i$). Es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo en estado gaseoso.
- En los períodos, la $E_i$ aumenta de izquierda a derecha.
- En los grupos, la $E_i$ disminuye de arriba hacia abajo.
Es importante recordar: al arrancar cada electrón sucesivo de un ion multicar carga, el gasto de energía aumenta drásticamente.
Afinidad electrónica
Algunos átomos son capaces de captar electrones, convirtiéndose en iones con carga negativa (aniones). El proceso va acompañado de la liberación de energía, la cual se denomina afinidad electrónica ($E_{ae}$). Al igual que la energía de ionización, este indicador suele calcularse por 1 mol de sustancia y expresarse en kJ/mol.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cómo varía la afinidad electrónica en los períodos y grupos?
La afinidad electrónica es la energía que se libera al unirse un electrón a un átomo en estado gaseoso. En los períodos, esta magnitud aumenta hasta el grupo VII inclusive, mientras que en los grupos disminuye de arriba hacia abajo. Excepciones importantes son los elementos de los grupos IIA (metales alcalinotérreos y análogos) y VIIIA (gases nobles), los cuales carecen de afinidad electrónica.
¿Qué es la electronegatividad y cuáles son las regularidades de su variación en la tabla periódica?
La electronegatividad es la propiedad de los átomos determinada por su energía de ionización y su afinidad electrónica. La variación de la electronegatividad correlaciona con la variación de la energía de ionización y la afinidad electrónica en los períodos y grupos. En cada período, el halógeno es el elemento más electronegativo. En el grupo VI, la electronegatividad disminuye de arriba hacia abajo. El flúor (F) presenta el valor más alto de electronegatividad (χ = 4) y el francio (Fr) el más bajo. Para la mayoría de los no metales χr > 2, y para la mayoría de los metales χr < 2.
El radio aumenta «hacia abajo y hacia la izquierda» (como una flecha en la tabla), mientras que la energía de ionización aumenta «hacia arriba y hacia la derecha» (de forma opuesta al radio).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué el radio atómico del litio es considerablemente mayor que el del helio?
En el litio comienza un nuevo nivel energético, lo que provoca un aumento brusco del radio en comparación con el período anterior.
¿Cómo cambia la energía de ionización en un grupo de arriba hacia abajo?
Disminuye, ya que al aumentar el radio, la unión de los electrones externos con el núcleo se debilita y es más fácil arrancarlos.
¿Qué ocurre con la energía durante la formación de iones con múltiples cargas?
La energía de ionización para cada electrón sucesivo aumenta significativamente en comparación con el anterior.
Qué más repasar sobre el tema
- Particularidades del llenado del subnivel 4f en los lantánidos.
- Influencia de la configuración electrónica en la similitud química de los elementos.
- Métodos cuántico-mecánicos para el cálculo de radios atómicos.
- Causas de la inestabilidad de los núclidos pesados en el 7.° período.
- Diferencias en las propiedades de aniones y cationes.
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Otros temas de la sección «Capítulo 5. Estructura de la materia»
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