Electronegatividad, energía de ionización y afinidad electrónica: propiedades periódicas

Resumen

El texto explica tres propiedades periódicas fundamentales de los elementos: la electronegatividad, la energía de ionización y la afinidad electrónica. Describe su definición, los factores que las determinan y cómo varían a lo largo de los grupos y de los periodos de la tabla periódica. Al terminar, el estudiante podrá relacionar estas propiedades con el tipo de enlace que forman los átomos.

Puntos clave

La electronegatividad mide la tendencia de un átomo a atraer electrones cuando está combinado con otro; la escala de Pauling va de 0,7 (cesio) a 4 (flúor).
Una diferencia pequeña de electronegatividad da enlaces covalentes apolares; una diferencia mayor da enlaces covalentes polares, y una diferencia muy alta produce especies iónicas.
La energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón de un átomo neutro y gaseoso, transformándolo en un catión.
La energía de ionización aumenta hacia arriba en un grupo y hacia la derecha en un periodo; sus valores máximos corresponden a los gases nobles.
La afinidad electrónica es la energía asociada a la captura de un electrón por un átomo gaseoso en estado fundamental, formando un anión.
Una afinidad electrónica negativa indica un proceso exotérmico y favorable (por ejemplo, el cloro con -348 kJ/mol).

Ponte a prueba

Tabla Periódica: Configuración y Propiedades Fundamentales

Electronegatividad

La electronegatividad de un elemento mide su tendencia a atraer electrones cuando está químicamente combinado con otro átomo. Pauling la definió como la capacidad de un átomo en una molécula para atraer electrones hacia sí. Sus valores, basados en datos termoquímicos, se recogen en la llamada escala de Pauling, cuyo valor máximo (4) es el del flúor y el menor (0,7) corresponde al cesio.

Un átomo con una afinidad electrónica muy negativa y un potencial de ionización elevado atraerá electrones de otros átomos y, además, se resistirá a perder sus electrones ante atracciones externas; será muy electronegativo. Cuando el enlace es entre átomos de semejante electronegatividad, será covalente apolar. Cuanto mayores sean las diferencias de electronegatividad entre dos átomos, mayor será la densidad electrónica en las proximidades del átomo más electronegativo, y el enlace será covalente polar. Cuando la diferencia es suficientemente alta, se produce una transferencia completa de electrones, resultando en especies iónicas.

Energía de Ionización

La energía de ionización es la energía que hay que aplicar a un átomo neutro y gaseoso para arrancar un electrón y transformarlo en un catión.

Factores de los que depende:

Carga del núcleo (cuanto mayor es Z, mayor es el número de protones del núcleo).
Efecto del apantallamiento (carga nuclear efectiva).
Tamaño del átomo (radio atómico).
Tipo de orbital.

Aumenta en un grupo hacia arriba porque cuanto más cerca del núcleo esté el electrón que se quiere arrancar, más atraído estará por los protones del núcleo y más energía habrá que aplicar. En el periodo, aumenta hacia la derecha porque es donde los átomos son más pequeños y más atraídos están los electrones por el núcleo.

Hay excepciones dentro de los periodos, como el boro y el berilio, y el aluminio y el magnesio, debido al efecto del apantallamiento de los electrones internos que reduce la atracción del núcleo sobre los electrones extremos. Los valores máximos de las energías de ionización corresponden a los gases nobles debido a que son los elementos más estables e inertes de la tabla.

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica es la energía asociada a la transformación de un átomo gaseoso en estado fundamental en un ion negativo o anión.

Si la ganancia del electrón es un proceso estabilizador para el átomo, la afinidad electrónica será una energía negativa; el proceso será exotérmico (Ej., el Cl: A.E. = -348 kJ/mol). Pero si el proceso no es favorable, la reacción no será espontánea (Ej., el Be: A.E. = +240 kJ/mol).

A lo largo de un periodo, aumenta hacia la derecha debido al aumento de la carga nuclear efectiva; la nube electrónica se contrae. Cuanto más a la derecha estemos, más cerca del núcleo se hallará el nuevo electrón incorporado, por lo que será atraído con más fuerza. En un grupo, aumenta hacia arriba porque también los átomos superiores son más pequeños y atraerán con más fuerza al nuevo electrón, siendo el proceso más favorable.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la electronegatividad?

Es la capacidad de un átomo, dentro de una molécula, para atraer hacia sí los electrones de un enlace. Pauling la definió en su escala, donde el flúor tiene el valor máximo de 4.

¿Por qué aumenta la energía de ionización hacia la derecha en un periodo?

Porque los átomos son más pequeños y los electrones están más atraídos por el núcleo, por lo que hace falta más energía para arrancar uno.

¿Qué indica una afinidad electrónica negativa?

Indica que la captura del electrón es un proceso estabilizador y exotérmico para el átomo, como ocurre con el cloro (-348 kJ/mol).