Configuración Electrónica y Enlaces Químicos: Claves de la Tabla Periódica

Configuraciones Electrónicas

Regla de mínima energía: Los electrones van ocupando los orbitales en orden creciente de energía, comenzando por los de menor energía, que son los más cercanos al núcleo.

Regla de Pauli: En un orbital solo caben dos electrones apareados, con espines opuestos.

Regla de Hund: Al llenar orbitales de la misma energía (como 3p, 5d, 7f), los electrones se disponen de manera que estén lo más desapareados posible y mantengan espines paralelos.

Sistema Periódico Actual

El sistema periódico actual cuenta con 117 elementos, ordenados de forma creciente según sus números atómicos. Los elementos en el mismo grupo (columna) tienen propiedades químicas y físicas similares, mientras que en el mismo periodo (fila) las propiedades cambian de manera progresiva. De izquierda al centro encontramos metales, a la derecha semimetales y no metales, con la excepción del H₂. El electrón diferenciador es el que se añade a un elemento para obtener el siguiente. Los elementos buscan ser lo más estables posible, intentando conseguir 8 electrones en la última capa, excepto los gases nobles. La capacidad de combinación de los átomos se denomina valencia.

Propiedades Periódicas

Las propiedades de los elementos dependen de su configuración electrónica. En general, todas las propiedades son mayores cuanto más a la derecha y arriba en la tabla periódica, excepto el radio atómico y el carácter metálico.

• Energía de ionización: Energía necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo en estado gaseoso y convertirlo en un catión.
• Afinidad electrónica: Similar a la energía de ionización, pero en vez de quitar electrones, se añade uno y se convierte en anión.
• Electronegatividad: Tendencia de un átomo a atraer hacia sí el par de electrones de un enlace con otro átomo.
• Radio atómico: Se determina por el promedio de las longitudes de los enlaces del átomo en su unión con otros átomos.

Metales: Bajas energías de ionización, afinidad y electronegatividad. Tendencia a perder electrones (cationes).

No metales: Altas energías de ionización, afinidad y electronegatividad. Tendencia a ganar electrones (aniones).

Naturaleza del Enlace Químico

Los átomos se unen con otros para formar compuestos y así conseguir estabilidad. Son estables cuando llenan todos sus orbitales (8 electrones en la última capa). En el enlace químico siempre actúa una fuerza electrostática.

Enlace Iónico

Se produce entre un metal y un no metal. Los átomos forman iones, positivos y negativos, donde uno cede electrones y el otro los toma. Forman redes cristalinas, no moléculas, sino agregados de iones (cristales iónicos) como NaCl, MgCl₂, Na₂O, Fe₂O₃... Sus propiedades son: sólidos a temperatura ambiente, altos puntos de fusión y ebullición, duros y frágiles, solubles (casi todos) en agua, no conducen la electricidad a menos que estén disueltos.

Enlace Covalente

Se produce entre no metal y no metal. Comparten electrones de valencia, formando moléculas que se unen mediante fuerzas de Van der Waals (polo-dipolo, que son fijos, o inducción, que cambian momentáneamente) como Cl₂, O₂, CO, o por enlaces de hidrógeno (H₂O, HF, NH₃...). También pueden formar cristales covalentes, que son agregados de átomos. Las propiedades de las moléculas son: a temperatura ambiente, la mayoría son gases, bajos puntos de fusión y ebullición, las polares se disuelven en polares y así sucesivamente, y no conducen la electricidad. En los cristales: sólidos cristalinos a temperatura ambiente, muy altos puntos de fusión y ebullición, más duros que los cristales iónicos, insolubles y no conducen la electricidad.

Enlace Metálico

Se produce entre metal y metal. Se crean al formar iones estables, quedando electrones sueltos por la estructura metálica, que es una figura geométrica bien definida. Sus propiedades son: alta densidad y altos puntos de fusión y ebullición, brillo característico, dúctiles y maleables, insolubles, conducen la electricidad al disponer de electrones libres, conducen el calor, los cationes del foco de calor tiemblan y conducen el movimiento a todos.