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Relaciones periódicas de los
elementos
Unidad 2
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Química, R. Chang, Séptima Edición.
Fechas del descubrimiento de los elementos
En la antigüedad
Edad Media –
1700
8.1
ns2np6
ns2np5
ns2np4
ns2np3
ns2np2
ns2np1
d10
d5
d1
ns2
ns1
Configuraciones electrónicas de los elementos en el estado fundamental
4f
5f
8.2
Electrones de valencia son los electrones más
externos de un átomo. Los electrones de valencia
son los electrones que participan en el enlace químico.
Grupo
Configuración e-
# de e- valencia
1A
ns1
1
2A
ns2
2
3A
ns2np1
3
4A
ns2np2
4
5A
ns2np3
5
6A
ns2np4
6
7A
ns2np5
7
9.1
Clasificación de los elementos
Elementos
representativos
Zinc
Cadmio
Mercurio
Gases nobles
Lantánidos
Metales de
transición
Actínidos
8.2
Configuración electrónica de cationes y aniones
de los elementos representativos
Na [Ne]3s1
Na+ [Ne]
Ca [Ar]4s2
Ca2+ [Ar]
Al [Ne]3s23p1
Al3+ [Ne]
Los átomos neutros
ganan electrones para
formar aniones. Cada ion
tiene la configuración
electrónica estable de un
gas noble.
Los átomos neutros pierden
electrones para formar
cationes. Cada ion tiene la
configuración electrónica
estable de un gas noble.
H 1s1
H- 1s2 ó [He]
F 1s22s22p5
F- 1s22s22p6 ó [Ne]
O 1s22s22p4
O2- 1s22s22p6 ó [Ne]
N 1s22s22p3
N3- 1s22s22p6 ó [Ne]
8.2
-1
-2
-3
+3
+2
+1
Cationes y aniones de los elementos representativos
8.2
Na+: [Ne]
Al3+: [Ne]
O2-: 1s22s22p6 o [Ne]
F-: 1s22s22p6 o [Ne]
N3-: 1s22s22p6 o [Ne]
Na+, Al3+, F-, O2- y N3- todos ellos son isoelectrónicos con Ne
¿Qué átomo neutro es isoelectrónico con H- ?
H-: 1s2
tiene la misma configuración electrónica que He
8.2
Configuración electrónica de cationes derivados de
metales de transición
Cuando se forma un catión de un átomo de un metal de
transición, los electrones que siempre se pierden primero son
los del orbital ns y después se pierden los electrones de los
orbitales (n – 1)d.
Fe:
[Ar]4s23d6
Fe2+: [Ar]4s03d6 ó [Ar]3d6
Mn:
[Ar]4s23d5
Mn2+: [Ar]4s03d5 ó [Ar]3d5
Fe3+: [Ar]4s03d5 ó [Ar]3d5
8.2
Carga nuclear efectiva (Zefec) es la “carga positiva” que
sienten los electrones.
Zefec = Z - s
0 < s < Z (s = constante de protección)
Zefec  Z – número de electrones de las capas internas
o electrones de “core”
Na
Z
Core
Zefec
Radio
11
10
1
186
Mg
12
10
2
160
Al
13
10
3
143
Si
14
10
4
132
En un periódo
a medida que la
Zefec aumenta
el radio disminuye
8.3
Aumenta el radio atómico
Aumenta el radio atómico
8.3
Radio atómico (pm)
Radio Atómico
Número atómico
8.3
Radio (pm)
Radio (pm)
Comparación del radio atómico con el radio iónico
Número atómico
Número atómico
8.3
El Catión siempre es más pequeño que
el átomo neutro a partir del cual se formó.
El Anión siempre es más grande que el
átomo neutro a partir del cual se formó.
8.3
Radio Iónico
8.3
Energía de ionización es la energía mínima (en kJ/mol)
necesaria para quitar un electrón de un átomo en estado
gaseoso, en su estado fundamental.
I1 + X (g)
X+(g) + e-
I1 - primera energía de ionización
I2 + X (g)
X2+(g) + e-
I2 - segunda energía de ionización
I3 + X (g)
X3+(g) + e-
I3 - tercera energía de ionización
I1 < I2 < I3
8.4
Variación de la primera energía de ionización con el
número atómico
Primera energía de ionización (kJ/mol)
Capa n=1 llena
Capa n=2 llena
Capa n=3 llena
Capa n=4 llena
Capa n=5 llena
Número atómico (Z)
8.4
Tendencia general de la primera energía de ionización
Incremento de la 1a. energía de ionización
Incremento de la 1a. energía de ionización
8.4
Afinidad electrónica es el cambio de energía que ocurre
cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón
para formar un anión.
X (g) + e-
X-(g)
F (g) + e-
X-(g)
DH = -328 kJ/mol
AE = +328 kJ/mol
O (g) + e-
O-(g)
DH = -141 kJ/mol
AE = +141 kJ/mol
8.5
Afinidad electrónica (kJ/mol)
Afinidad Electrónica contra Número Atómico
Número atómico (Z)
8.5
Relaciones diagonales en la tabla periódica
8.6
Elementos del grupo 1A (ns1, n  2)
M
2M(s) + 2H2O(l)
M+1 + 1e2MOH(ac) + H2(g)
2Li2O(s)
2Na(s) + O2(g)
K(s) + O2(g)
Na2O2 (s)
KO2 (s)
Aumenta la reactividadad
4Li(s) + O2(g)
8.6
Elementos del grupo 2A (ns2, n  2)
M
Be(s) + 2H2O(l)
Mg(s) + 2H2O(g)
No reaccionan
Mg(OH)2(ac) + H2(g)
M(OH)2(ac) + H2(g) M = Ca, Sr o Ba
Aumenta la reactividadad
M(s) + 2H2O(l)
M+2 + 2e-
8.6
Elementos del grupo 3A (ns2np1, n  2)
4Al(s) + 3O2(g)
2Al2O3(s)
2Al(s) + 6H+(ac)
2Al3+(ac) + 3H2(g)
8.6
Elementos del grupo 7A (ns1np5, n  2)
X2(g) + H2(g)
X-1
2HX(g)
Aumenta la reactividad
X + 1e-
8.6