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Química- 2º Bachillerato
Tema 1. Estructura de la materia
1. RADIO ATÓMICO
El radio atómico, es decir, el tamaño exacto de un átomo, es muy difícil de
determinar, ya que depende del estado de agregación del elemento y de la especie
química que forma. Así, se puede considerar el radio covalente, la mitad de la distancia
entre dos átomos iguales unidos por un enlace simple, y el radio atómico, que es una
media del radio del átomo en varios compuestos covalentes. Aunque las dos medidas no
coinciden, su variación es similar.
El radio atómico dependerá de la distancia al núcleo de
los electrones de la capa de valencia.
En un grupo, al aumentar Z en la tabla periódica, aumenta el número de electrones
del elemento y el número de capas electrónicas. Puesto que hay más capas
electrónicas, los electrones están cada vez más lejos del núcleo atómico, que los
atrae, por tanto, al aumentar Z en el grupo, el radio atómico aumente.
En un periodo se conjugan dos situaciones, al aumentar Z:
a) el número de niveles ocupados permanece constante, ya que para los elementos del
mismo periodo se completa la misma capa de valencia, es decir, no aumenta el
número de capas electrónicas. Por ejemplo para los elementos del periodo 2 , los
electrones entran siempre en el nivel 2 de energía.
b) A lo largo del período aumenta la carga nuclear (número de protones del núcleo),
con lo que los electrones se encontrarán más atraídos y se acercarán más a él,
disminuyendo el radio atómico.
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Tema 1. Estructura de la materia
Para los siguientes elementos Na, P, S y Cl, diga razonadamente cuál es el de
mayor radio atómico. Luego ordénelos en función del radio creciente.
2. POTENCIAL DE IONIZACIÓN
El potencial de ionización es la energía que es necesaria suministrarle a un
átomo para arrancarle un electrón de su capa de valencia, convirtiendo el átomo en un
ión positivo o catión.
Átomo + Ei  Ión + + eCuanto más fácil sea quitar el electrón menor potencial de ionización se necesitará.
En un grupo, al aumentar Z, aumenta el número de electrones del elemento y el número
de capas electrónicas. Puesto que hay más capas electrónicas, los electrones están cada
vez más lejos del núcleo atómico, que los atrae, por tanto, con menos fuerza. Esto
implica que al aumentar Z en el grupo, como el electrón estará menos retenido, el
potencial de ionización disminuya.
En un periodo al aumentar Z los electrones se encuentran cada vez más atraídos (pues
la carga nuclear aumenta y el número de capas permanece constante), por lo que habrá
que suministrar cada vez más energía para arrancar el electrón, por lo tanto el potencial
de ionización aumenta.
Para los siguientes elementos Na, P, S y Cl, diga razonadamente cuál es el de
menor energía de ionización.
¿Cómo será el tamaño del catión formado si lo comparamos con el del átomo?
Al perder electrones y mantener la carga nuclear, los protones en mayor número
atraerán con más fuerza a los electrones y por lo tanto el radio del ión formado será
menor que el radio del átomo correspondiente.
radio átomo> radio catión
Escriba la configuración electrónica del sodio y su ion más estable.
Compara el radio de su ión más estable con el del átomo neutro y define la energía
asociada con el proceso.
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Tema 1. Estructura de la materia
Se puede hablar del primer potencial de ionización, energía necesaria para
extraer un último electrón del átomo, aunque en muchos elementos se puede hablar de
segundo potencial de ionización, energía necesaria para arrancar un segundo electrón al
átomo que ya ha perdido uno, o de tercer, cuarto, etc. potencial de ionización.
El valor de estas energías es cada vez más alto respecto del valor anterior ya que los
electrones se encuentran más atraídos al mantenerse la carga nuclear pero disminuir el
número de electrones.
Na
Mg
Contesta a las siguientes preguntas:
a) ¿Porqué la primera energía de
ionización del sodio es menor que la del
magnesio?
b) ¿Por qué las energías de ionización
sucesivas son cada vez mayores?
c) ¿Por qué para el sodio la EI2 es
mucho mayor que la EI1 y sin embargo
para el magnesio esa diferencia se
observa entre la EI3 y la EI2?
Observa la tabla adjunta:
EI1
EI2
EI3
5,1
47,3
71,7
7,6
15,0
80,1
3. AFINIDAD ELECTRÓNICA
La afinidad electrónica se define como la energía que desprende un átomo, en
estado gaseoso, cuando captura un electrón y se convierte en un ión negativo o anión.
Átomo + e-  ión- + Eaf (Ae)
Como el potencial de ionización, la afinidad electrónica dependerá de la
atracción del núcleo por el electrón que debe capturar, de la repulsión de los electrones
existentes y del acercamiento o alejamiento a completar la capa de valencia con ocho
electrones.
La variación de la afinidad electrónica es similar a la del potencial de ionización.
En un grupo, al aumentar Z, aumenta el número de electrones del elemento y el
número de capas electrónicas. Puesto que hay más capas electrónicas, los electrones
están cada vez más lejos del núcleo atómico, que los atrae, por tanto, con menos fuerza
y por lo tanto el átomo tendrá menos tendencia a ganar electrones y la afinidad
electrónica disminuirá.
En un periodo al aumentar Z la afinidad electrónica aumentará debido a la
tendencia de todos los átomos para tener ocho electrones en la capa de valencia.
Si el potencial de ionización es bajo, decir que cede fácilmente los electrones, por lo
tanto no tendrá tendencia a captarlos y su afinidad electrónica será baja.
Si el potencial de ionización es alto, el átomo no tiene tendencia a perder electrones y
si a ganarlos por lo que su afinidad electrónica será alta. Eso quiere decir que la
variación de la afinidad electrónica en un grupo y un período es similar a la variación
del potencial de ionización.
Para los siguientes elementos Na, P, S y Cl, diga razonadamente cuál es el de
mayor afinidad electrónica.
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Tema 1. Estructura de la materia
¿Cómo será el tamaño del anión formado si lo comparamos con el del átomo?
Cuando un átomo coge un electrón, el ión negativo tiene mayor radio que el
átomo neutro pues el electrón capturado se vio sometido a repulsiones de los que ya
habitaban ese nivel y por otra parte el núcleo que no modifica su carga tendrá que
mantener un electrón más colocado en el nivel de energía correspondiente.
Los números atómicos de los elemento Br y Rb son 35 y 37, respectivamente.
Indica el ion más estable de cada elemento y compara a) el tamaño de los átomos
b) el tamaño de los iones respecto del átomo c) ¿cuál de los dos iones formados
tendrá mayor radio iónico?
4. ELECTRONEGATIVIDAD
Mide la mayor o menor atracción que un átomo ejerce sobre el par de electrones
de un enlace sobre otro átomo. Existen varias propuestas para definir este índice, pero la
más aceptada es ésta que el químico Linus Paulíng ofreció en 1932. Se deduce a partir
de las energías de enlace, y oscila entre valores de 4 a O. El valor 4 (cálculos posteriores
más refinados lo sitúan en 3,9 corresponde al átomo más electronegativo, el flúor.
Así un aumento de electronegatividad coincide con un aumento en la
afinidad electrónica y en el potencial de ionización. Luego, en un periodo
aumenta al aumentar Z, y dentro de un grupo disminuye al aumentar Z.
El carácter metálico y no metálico de los elementos se definen en función de
su electronegatividad; un elemento se considera metal si cede fácilmente electrones
(bajo potencial de ionización) y no tiene tendencia a ganarlos (baja afinidad
electrónica). Por lo tanto los metales son poco electronegativos.
Los no metales ceden difícilmente electrones (alto potencial de ionización) y con
frecuencia los captan (alta afinidad electrónica) son pues muy electronegativos; el
átomo más electronegativo será el flúor y el menos, el cesio
Así los no metales ocupan la parte derecha de la tabla periódica y el ángulo
superior y los metales la parte izquierda y central. Los gases nobles no son ni
metales ni no metales.
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Tema 1. Estructura de la materia
La diferencia de electronegatividad entre dos elementos permite predecir en qué
medida un enlace entre sus átomos es iónico o covalente. Si la diferencia es mayor que
2,0 el enlace se considera iónico; si está comprendida entre 0,4 y 2,0, covalente polar; y
si es menor que 0,4, el enlace se considera covalente.
Los átomos neutros X, Y, Z, tienen las siguientes configuraciones:
X=1s22s2 2p1; Y=1s22s22p5; Z=1s22s22p63s2.
a) Indique el grupo y el periodo en el que se encuentran. b) Ordénelos,
razonadamente, de menor a mayor electronegatividad. c) ¿Cuál es el de mayor
energía de ionización?
Podríamos resumir las propiedades.:
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