Conceptos fundamentales de Química: Electronegatividad, Energía de ionización, Afinidad electrónica, Radio atómico y Radio iónico

Electronegatividad

Definida por vez primera por Linus Pauling; aquí se usa su escala. Es la tendencia que tiene un átomo de atraer hacia sí los electrones de su enlace con otro átomo. La diferencia de electronegatividades entre los átomos que se unen, puede servir para establecer el tipo de enlace entre ellos. Está relacionada con la afinidad electrónica y la energía de ionización del elemento, de forma que si el elemento tiene altos valores de ambas, tiene también alta electronegatividad y es no metal. Estos valores más altos se encuentran en la parte superior derecha del Sistema Periódico. Los valores más bajos se encuentran en la parte inferior izquierda.

Energía o potencial de ionización

La primera energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo en estado gaseoso y transformarlo en un ion monopositivo. Se ha expresado en kJ/mol. Valores altos indican carácter no metálico del elemento. Los factores de que depende el potencial de ionización son:

• • La distancia al núcleo del electrón que se pierde. En general, la energía de ionización de un átomo depende del tipo de orbital situado en el nivel más externo en que se encuentre el electrón que se trata de arrancar, decreciendo en el orden s > p > d > f : cuesta más arrancar electrones de s que de f para un mismo nivel energético.
  • La carga del núcleo
  • El efecto pantalla de los electrones subyacentes
  • La proximidad de la estructura externa del átomo a la de los gases nobles.

La segunda y siguientes energías de ionización se definen de la misma manera pero partiendo del ion monopositivo gaseoso, dipositivo, etc. Siempre son mayores que la primera: cuanto más electrones se han arrancado más cuesta el siguiente.

Afinidad electrónica o electroafinidad

Es la energía que se suministra cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental capta un electrón y se transforma en un ion negativo. Es una magnitud difícil de medir y en muchos casos no se conoce el valor exacto. Los valores positivos indican que cuando el átomo gaseoso gana un electrón se desprende energía. Los valores negativos indican que hay que suministrar energía para que el átomo gaseoso gane el electrón. Se ha expresado en kJ/mol. Valores altos indican carácter no metálico del elemento. Depende de los mismos factores que el potencial de ionización y electronegatividad. Los valores de las segundas afinidades electrónicas son negativas para el grupo 17 (halógenos, pues supone empezar a llenar una nueva capa) y grupo 16: oxígeno (-844 kJ/mol) y azufre (-532 kJ/mol), a pesar de llenar la última capa y es debido a la repulsión entre los electrones ya existentes. En el caso del oxígeno, la energía global por ganancia de los dos electrones para transformarse en O es bastante corriente (óxidos metálicos).

Radio atómico

Es la mitad de la distancia entre los centros de dos átomos contiguos del elemento. En el caso de los metales se utiliza la distancia entre los centros de dos átomos en una muestra sólida. En el caso de los no metales se utiliza la distancia entre los centros de dos átomos unidos por enlace químico y se denomina también como radio covalente. Se ha expresado en pm (1 pm = 10^-12 m). El radio atómico aumenta en un grupo y disminuye en un periodo al aumentar el número atómico.

Radio iónico (carga del ion)

El radio iónico es la parte correspondiente de la distancia entre iones vecinos de un sólido iónico. Se determina usando diferentes compuestos del elemento en el mismo estado de oxidación. Los cationes son menores y los aniones mayores que los átomos neutros de partida. Los valores se expresan en pm y, entre paréntesis, la carga correspondiente (diferencia entre el número de protones y el de electrones, siendo positivo si hay exceso de protones y negativo si hay exceso de electrones). La variación del radio iónico depende del número de cargas, por lo que a veces es difícil encontrar la relación entre el radio iónico de un átomo y la posición del elemento correspondiente en el Sistema Periódico. No obstante, en cada grupo el radio de los iones de la misma carga va aumentando de arriba abajo