Propiedades Periódicas Esenciales: Radio Atómico, Energía de Ionización y Electronegatividad

Radio Atómico (Tamaño o Volumen Atómico)

Variación en un Grupo

A medida que descendemos en un grupo, el radio atómico aumenta. Esto se debe a que hay un mayor número de capas electrónicas ocupadas. Este incremento en las capas genera un mayor efecto de pantalla, por lo que la atracción de la carga nuclear sobre los electrones de la capa de valencia será más débil.

Variación en un Periodo

A medida que avanzamos en un periodo (de izquierda a derecha), el radio atómico disminuye. Aunque la capa de valencia es la misma y el apantallamiento de las capas internas es similar, el número de protones en el núcleo (y por tanto la carga nuclear efectiva) aumenta. Esto provoca que los electrones de la capa de valencia sean atraídos con más fuerza hacia el núcleo, resultando en un tamaño atómico menor.

Radio Iónico

Comparación: Catión vs. Átomo Neutro

El radio de un catión (ion con carga positiva) es siempre menor que el de su átomo neutro correspondiente. Esto ocurre porque al perder electrones:

• La repulsión entre los electrones restantes disminuye.
• A menudo, se pierde la capa de valencia completa, o el número de electrones en ella se reduce significativamente.
• Aunque la carga nuclear (número de protones) permanece constante, la atracción efectiva del núcleo sobre cada uno de los electrones restantes es mayor.

Comparación: Anión vs. Átomo Neutro

El radio de un anión (ion con carga negativa) es siempre mayor que el de su átomo neutro correspondiente. Al ganar electrones:

• Aumenta el número de electrones en la capa de valencia.
• La repulsión electrostática entre los electrones se incrementa.
• Esto causa una expansión de la nube electrónica, resultando en un mayor tamaño iónico.

Energía de Ionización (Potencial de Ionización)

Es la energía mínima necesaria que hay que suministrar a un átomo neutro, en estado gaseoso y en su estado fundamental, para arrancarle su electrón más externo (el menos ligado).

Variación en un Grupo

A medida que ascendemos en un grupo (de abajo hacia arriba), la energía de ionización aumenta. Esto se debe a que los electrones de la capa de valencia están más cercanos al núcleo y menos apantallados por las capas electrónicas internas. Por lo tanto, la atracción de la carga nuclear sobre estos electrones es más fuerte, y se requiere más energía para arrancar un electrón del átomo en estado gaseoso.

Variación en un Periodo

A medida que avanzamos en un periodo (de izquierda a derecha), la energía de ionización generalmente aumenta. Aunque los electrones de valencia se encuentran en la misma capa principal, la carga nuclear efectiva aumenta. Esto resulta en una mayor atracción sobre los electrones de la capa de valencia, haciendo más difícil su extracción y, por ende, requiriendo más energía para arrancar un electrón del átomo en estado gaseoso.

Afinidad Electrónica (Electroafinidad)

Es la energía liberada (o absorbida, en algunos casos) cuando un átomo neutro, en estado gaseoso y en su estado fundamental, capta un electrón para formar un ion negativo (anión).

Variación en un Periodo

A medida que avanzamos en un periodo (de izquierda a derecha), la afinidad electrónica generalmente aumenta (es decir, se vuelve más negativa, indicando una mayor liberación de energía o una mayor tendencia a aceptar electrones). Aunque los electrones se añaden a la misma capa de valencia y el apantallamiento es similar, la carga nuclear efectiva es mayor. Además, los átomos se acercan a alcanzar la configuración electrónica estable de gas noble, por lo que la energía que se liberará cuando capten un electrón tiende a ser mayor.

Variación en un Grupo

A medida que ascendemos en un grupo, la afinidad electrónica tiende a aumentar (volverse más negativa o menos positiva). Esto se debe a que los átomos son más pequeños, y la capa de valencia está más cercana al núcleo y menos apantallada. En consecuencia, la atracción que ejerce la carga nuclear para incorporar un nuevo electrón es mayor, y por lo tanto, la energía liberada al captar dicho electrón también suele ser más grande. (Existen excepciones notables a esta tendencia general, especialmente en los primeros periodos).

Electronegatividad

Es la medida de la capacidad de un átomo, cuando forma parte de una molécula, para atraer hacia sí los electrones de un enlace químico.

Variación en un Periodo

A medida que avanzamos en un periodo (de izquierda a derecha), la electronegatividad aumenta. Aunque los electrones de valencia están en la misma capa y el apantallamiento es similar, la carga nuclear efectiva aumenta. Los átomos también se acercan a la configuración electrónica de gas noble (excepto los propios gases nobles, cuya electronegatividad generalmente no se considera en la misma escala o es muy baja). Por ello, la carga nuclear atraerá con mayor fuerza los electrones del enlace.

Variación en un Grupo

A medida que ascendemos en un grupo, la electronegatividad aumenta. Esto se debe a que la capa de valencia está más cercana al núcleo y menos apantallada por las capas electrónicas internas. Como resultado, la tendencia que tendrá la carga nuclear para atraer los electrones de un enlace químico será mayor.