Propiedades Periódicas Fundamentales de los Elementos

Carga Nuclear Efectiva

Por el efecto del apantallamiento, el electrón del último nivel recibirá en menor intensidad la fuerza atractiva total de la carga de los protones que hay en el núcleo. En un periodo, la carga nuclear efectiva aumenta de izquierda a derecha porque aumenta el número atómico y el apantallamiento (pero no en la misma proporción). En un grupo, no varía, porque el número atómico y el apantallamiento aumentan de la misma forma.

Radio Atómico

Mitad de la distancia internuclear que presenta una molécula diatómica de un elemento en estado sólido. Los elementos de un mismo periodo incorporan el último electrón al mismo nivel de energía; por tanto, la carga nuclear efectiva aumenta a lo largo del periodo, ejerciendo una mayor atracción sobre los electrones del nivel de valencia, disminuyendo el radio atómico. En elementos de un mismo grupo, la carga nuclear efectiva no varía, pero sí el número de niveles de llenado, por lo que el radio atómico irá aumentando a lo largo del grupo.

Excepciones:

Los metales de transición no cumplen esa regla; estos elementos presentan casi todos unos radios atómicos aproximadamente iguales. La explicación a esto está relacionada con que los electrones diferenciadores se sitúan en orbitales d de niveles internos, y por tanto la carga nuclear efectiva permanece constante. En los lantánidos, la disminución de radio a lo largo del periodo es mucho más acentuada, ya que al aumentar el número atómico, la carga nuclear va aumentando y, en cambio, los electrones se van añadiendo a los orbitales 4f; por tanto, la disminución del radio es notable.

Radio Iónico

En el caso de los cationes, al perder electrones, habrá un menor apantallamiento para un mismo número atómico, con lo que la carga nuclear efectiva en los cationes será mayor que en el elemento neutro. Esta mayor atracción hará que el catión tenga menor radio. En el caso de los aniones, aumentan los electrones. Por tanto, para un mismo nº atómico, el apantallamiento es mayor. Como tenemos más electrones que p+ en el núcleo, la carga nuclear efectiva disminuye; el resultado es que aumenta el radio.

Energía de Ionización

Mínima energía necesaria para que un átomo en estado neutro, ceda un electrón de su nivel externo y dé lugar a un ión monopositivo en estado fundamental. Dentro de un periodo, al aumentar el nº atómico, la carga nuclear efectiva aumenta y el radio atómico disminuye. Por tanto, hacia la derecha del periodo, los electrones externos estarán más fuertemente atraídos y tendremos que suministrar una mayor energía para arrancarlos. Al descender en un grupo, mientras que la carga nuclear efectiva permanece constante, el radio atómico aumenta; por tanto, los electrones estarán cada vez menos atraídos y habrá que suministrar menos energía para arrancarlos.

Energías de Ionización Sucesivas:

Siempre se cumple EI₃ > EI₂ > EI₁, ya que al disminuir el número de electrones disminuye el apantallamiento. Además, como aumenta la carga nuclear efectiva, hay mayor atracción por parte del núcleo y hace falta más energía para arrancar los electrones sucesivos.

Afinidad Electrónica

Es la variación de energía que se produce cuando un átomo neutro en su estado electrónico fundamental adquiere un electrón y se transforma en un ión negativo. La tendencia a captar electrones en un periodo aumenta de izquierda a derecha. Esto es así porque en el periodo aumenta la carga nuclear efectiva y disminuye el radio, de tal manera que el núcleo ejercerá una mayor atracción por ese nuevo electrón. Además, se tiende a completar la configuración electrónica de gas noble. La tendencia a captar electrones en un grupo disminuye de arriba abajo. En el grupo, el radio atómico aumenta de arriba abajo; aunque la carga nuclear efectiva permanece constante, la atracción del núcleo por un electrón externo disminuye debido a la mayor distancia.

Electronegatividad

Es una medida de la capacidad de un átomo para competir por el par de electrones que comparte con otro átomo al que está unido por un enlace químico. Determina el carácter metálico o no metálico de los elementos. Cuanto menos EN, más metálico será el elemento, y cuanto más EN, más no metálico. En el periodo, aumenta la carga nuclear efectiva y disminuye el radio, con lo que aumenta la tendencia de los elementos a atraer los electrones que comparten en un enlace (aumenta de izquierda a derecha). En un grupo, la carga nuclear efectiva permanece constante, pero el radio aumenta, disminuyendo la tendencia a atraer los electrones (disminuye de arriba abajo).