Propiedades Atómicas Clave y sus Tendencias Periódicas

Propiedades Atómicas Fundamentales y su Variación Periódica

1. Apantallamiento

Se produce por la repulsión entre los electrones internos y los electrones de valencia en un átomo. Los electrones internos "apantallan" o reducen la atracción que el núcleo ejerce sobre los electrones más externos.

2. Carga Nuclear Efectiva (Z*)

Es la atracción neta que ejerce el núcleo sobre un electrón específico (generalmente de valencia), una vez considerado el efecto de apantallamiento de los otros electrones.

Se calcula aproximadamente como:

Z* = Z - σ

Donde Z es el número atómico (carga nuclear total) y σ es la constante de apantallamiento.

Variación de la Carga Nuclear Efectiva:

• En un período: Al movernos hacia la derecha (aumentar Z), la carga nuclear efectiva (Z*) sobre los electrones de valencia aumenta. Esto se debe a que la carga del núcleo (Z) se incrementa, pero los electrones se añaden a la misma capa y se apantallan unos a otros de forma incompleta (σ aumenta menos que Z).
• En un grupo: Al descender (aumentar Z), la carga nuclear efectiva (Z*) sobre los electrones de valencia varía poco o aumenta ligeramente. Aunque Z y σ aumentan significativamente, el efecto principal sobre las propiedades suele ser el aumento del número de capas electrónicas.

3. Radio Atómico

Se define como la mitad de la distancia internuclear mínima entre dos átomos iguales enlazados. Para elementos que forman moléculas diatómicas, se mide en la molécula (radio covalente); para metales, se mide en el estado sólido (radio metálico).

Variación del Radio Atómico:

• En un período: Al aumentar el número atómico (Z), el número de capas principal (n) permanece constante, pero la carga nuclear efectiva (Z*) aumenta. Esta mayor atracción del núcleo sobre los electrones externos provoca que el radio atómico disminuya.
• En un grupo: Al descender, se añaden nuevas capas electrónicas (aumenta n). Aunque la Z* varía poco, el efecto dominante del mayor número de capas hace que el radio atómico aumente considerablemente.

4. Energía de Ionización (EI)

Es la mínima energía necesaria para que un átomo neutro en estado gaseoso, y en su estado electrónico fundamental, ceda un electrón de su nivel externo y dé lugar a un ion monopositivo (X⁺) en estado gaseoso fundamental.

Variación de la Energía de Ionización:

• En un período: Al aumentar Z, la Z* aumenta y el radio atómico disminuye. Los electrones externos están más fuertemente atraídos por el núcleo, por lo que se requiere más energía para extraer uno. Por tanto, la energía de ionización aumenta.
• En un grupo: Al descender, aumenta el número de capas y el radio atómico. Los electrones externos están más alejados y menos atraídos por el núcleo (efecto del aumento de n domina sobre Z*), por lo que se requiere menos energía para extraerlos. La energía de ionización disminuye.

5. Afinidad Electrónica (AE)

Es la energía intercambiada (generalmente liberada, por lo que suele tener signo negativo) cuando un átomo neutro en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental captura un electrón para formar un ion mononegativo (X^-) en estado gaseoso.

Variación de la Afinidad Electrónica:

• En un período: Al aumentar Z, la Z* aumenta y el radio disminuye. El núcleo atrae con más fuerza a un electrón adicional. Por lo tanto, la afinidad electrónica generalmente se vuelve más negativa (se libera más energía), aunque existen irregularidades.
• En un grupo: Al descender, el radio aumenta y la Z* varía poco. La atracción del núcleo por un electrón adicional disminuye, por lo que la afinidad electrónica generalmente se vuelve menos negativa (se libera menos energía o incluso se requiere energía).

6. Electronegatividad

Mide la tendencia relativa que tiene un átomo, dentro de una molécula, de atraer hacia sí el par de electrones de un enlace químico.

Variación de la Electronegatividad:

• En un período: Al aumentar Z, la Z* aumenta y el radio disminuye. Los átomos atraen con más fuerza a los electrones de un enlace. Por lo tanto, la electronegatividad aumenta.
• En un grupo: Al descender, el radio aumenta y la Z* varía poco. La capacidad del núcleo para atraer los electrones de un enlace disminuye. Por lo tanto, la electronegatividad disminuye.