Propiedades periódicas de los átomos: radio, carga nuclear efectiva y energía de ionización

Resumen

El documento explica la carga nuclear efectiva y las principales propiedades periódicas de los átomos: radio atómico (covalente, metálico e iónico), energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad. Incluye cómo varían estas propiedades a lo largo de los períodos y grupos de la tabla periódica, así como sus unidades habituales.

Puntos clave

La carga nuclear efectiva es la carga positiva neta que experimenta un electrón en un átomo polielectrónico, reducida por el efecto pantalla de los electrones internos.
En los períodos, el radio atómico disminuye al aumentar el número atómico (Z) hacia la derecha.
El radio covalente es la mitad de la distancia entre dos átomos iguales unidos por un enlace covalente; el radio metálico es la mitad de la distancia entre núcleos de átomos vecinos en cristales metálicos.
El radio iónico aumenta de derecha a izquierda en los períodos y de arriba hacia abajo en los grupos; los cationes tienen un radio menor que el átomo neutro.
La energía de ionización es la energía necesaria para arrancar el electrón más externo a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental.
La afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo gaseoso neutro captura un electrón y forma un ion mononegativo.
La electronegatividad mide la tendencia de un átomo combinado químicamente a atraer electrones hacia sí; Pauling la definió en ese sentido.

Ponte a prueba

Carga Nuclear Efectiva

La carga nuclear efectiva es la carga positiva neta experimentada por un electrón en un átomo polielectrónico. El término "efectiva" se usa porque el efecto pantalla de los electrones más cercanos al núcleo evita que los electrones en orbitales superiores experimenten la carga nuclear completa.

Propiedades Periódicas de los Átomos

Radio Atómico

En los períodos, el radio atómico disminuye al aumentar el número atómico (Z), hacia la derecha. Esto se debe a la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones de los orbitales más externos, disminuyendo así la distancia entre el núcleo y los electrones.

Tipos de Radio Atómico

El radio atómico puede ser covalente o metálico.
La distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en una molécula es la suma de sus radios covalentes.
El radio metálico es la mitad de la distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en cristales metálicos.
Usualmente, por radio atómico se ha de entender radio covalente. Es inversamente proporcional con el átomo.

Radio Covalente

En química, se denomina radio covalente a la mitad de la distancia entre dos átomos iguales que forman un enlace covalente. Normalmente se expresa en picómetros (pm) o ángstroms (Å), donde 1 Å = 100 pm.

Radio Iónico

El radio iónico es, al igual que el radio atómico, la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ion. Este radio aumenta en la tabla periódica de derecha a izquierda por los períodos y de arriba hacia abajo por los grupos.

En el caso de los cationes, la ausencia de uno o varios electrones aumenta la fuerza eléctrica de atracción mutua entre los electrones restantes, provocando el acercamiento de estos entre sí y al núcleo positivo del átomo, del que resulta un radio iónico menor que el atómico.

Energía de Ionización

La energía de ionización (EI) es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el electrón más externo, que está más débilmente retenido, y convertirlo en un catión monopositivo gaseoso.

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica (AE) o electroafinidad se define como la energía liberada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado fundamental (en su menor nivel de energía) captura un electrón y forma un ion mononegativo.

Electronegatividad

La electronegatividad de un elemento mide su tendencia a atraer hacia sí electrones, cuando está químicamente combinado con otro átomo. Cuanto mayor sea, mayor será su capacidad para atraerlos. Pauling la definió como la capacidad de un átomo en una molécula para atraer electrones hacia sí.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la carga nuclear efectiva?

Es la carga positiva neta que experimenta un electrón en un átomo con varios electrones. Se llama efectiva porque el efecto pantalla de los electrones más cercanos al núcleo impide que los electrones externos sientan la carga nuclear completa.

¿Qué diferencia hay entre radio covalente y radio iónico?

El radio covalente es la mitad de la distancia entre dos átomos iguales unidos por un enlace covalente. El radio iónico es la distancia entre el núcleo y el electrón más alejado, pero referida a un ion en lugar de a un átomo neutro.

¿Por qué un catión tiene menor radio que su átomo neutro?

Al perder electrones, los restantes sienten mayor atracción mutua y se acercan entre sí y al núcleo positivo, lo que reduce el radio iónico respecto al atómico.

¿Qué es la energía de ionización?

Es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle su electrón más externo y convertirlo en un catión monopositivo gaseoso.