Propiedades Periódicas Fundamentales de los Elementos y el Espectro Electromagnético

Propiedades Periódicas de los Elementos Químicos

Radio Atómico

Al bajar en una familia (columna) de la tabla periódica, el radio atómico crece. Al avanzar hacia la derecha en un periodo (fila) de la tabla periódica, el radio atómico decrece.

Explicación de las variaciones:

• El radio atómico disminuye al avanzar en un periodo porque, aunque se añaden electrones al mismo nivel energético principal, también aumenta el número de protones en el núcleo. Esto resulta en una mayor carga nuclear efectiva que atrae con más fuerza a los electrones, contrayendo el átomo.
• El radio atómico aumenta al bajar en una familia porque se añaden nuevas capas electrónicas (órbitas o niveles de energía). Esto incrementa la distancia de los electrones más externos al núcleo y el efecto de apantallamiento de los electrones internos reduce la atracción efectiva del núcleo, superando el efecto del aumento de la carga nuclear total.

Potencial de Ionización o Energía de Ionización

Es la energía que se requiere para extraer el electrón más externo (el menos fuertemente unido) de un átomo neutro en estado gaseoso, para formar un ion positivo.

También se define como la energía mínima necesaria para quitar un electrón de un átomo aislado en estado gaseoso y en su estado fundamental (o basal). El electrón que se extraerá será aquel que esté menos fuertemente atraído por el núcleo; generalmente, es el electrón más alejado de este o el que ocupa el nivel de energía más alto.

Tendencias:

• Al avanzar en un periodo (hacia la derecha), la energía de ionización generalmente aumenta debido al incremento de la carga nuclear efectiva y la disminución del radio atómico.
• Al bajar en una familia (hacia abajo), la energía de ionización generalmente disminuye debido al aumento del radio atómico y al mayor apantallamiento.

Afinidad Electrónica

Es el cambio de energía que ocurre (generalmente se libera energía) cuando un átomo neutro en estado gaseoso y en su estado fundamental gana un electrón para formar un ion negativo (anión).

En este proceso, frecuentemente se libera energía (proceso exotérmico) cuando se añade un electrón a un átomo. Una afinidad electrónica más negativa (o más positiva, según la convención) indica una mayor tendencia a aceptar un electrón.

Electronegatividad

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

Tendencias:

• Aumenta de izquierda a derecha a lo largo de un periodo en la tabla periódica.
• Disminuye (o decae) hacia abajo dentro de un grupo o familia.

Resumen de las Tendencias Periódicas

Considerando el comportamiento general al decrecer el tamaño atómico (es decir, al moverse hacia la derecha en un periodo y/o hacia arriba en un grupo):

• El primer potencial de ionización crece.
• Los electrones son más difíciles de quitar.
• Añadir electrones (afinidad electrónica) tiende a ser energéticamente más favorable (se libera más energía o se requiere menos para la adición, dependiendo del elemento).
• Los metales, que suelen ser más grandes y tener menor electronegatividad y energía de ionización, tienden a perder electrones (se oxidan).
• Los no metales, que suelen ser más pequeños y tener mayor electronegatividad y afinidad electrónica, tienden a ganar electrones (se reducen).

Espectro Electromagnético

El espectro electromagnético es la distribución energética del conjunto de todas las formas de radiación electromagnética, ordenadas según su longitud de onda, frecuencia o energía. También puede referirse a la representación gráfica de la radiación electromagnética que una sustancia particular emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción).

La mayoría de las ondas electromagnéticas se originan a partir de la aceleración de partículas cargadas, como los electrones. Esta aceleración (que incluye vibraciones u oscilaciones) genera perturbaciones en forma de campos eléctricos y magnéticos variables que se propagan como ondas. Respecto a la dirección de oscilación de estos campos en relación con la dirección de propagación de la onda, se trata de una onda transversal (los campos eléctrico y magnético oscilan perpendicularmente entre sí y a la dirección de propagación).

Es por esta razón que los electrones, al cambiar sus niveles de energía dentro de los átomos o moléculas (transiciones electrónicas), o al ser acelerados de otras maneras, emiten o absorben energía en forma de ondas electromagnéticas. Algunos ejemplos de estas radiaciones, usualmente ordenadas por longitud de onda (de menor a mayor) o frecuencia (de mayor a menor), incluyen:

• Rayos gamma (γ)
• Rayos X
• Radiación ultravioleta (UV)
• Luz visible
• Radiación infrarroja (IR)
• Microondas
• Ondas de radio y televisión

El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda (y, consecuentemente, mayor frecuencia y mayor energía por fotón), como los rayos gamma, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda (y menor frecuencia y menor energía por fotón), como son las ondas de radio.