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Colegio AntilMawida
Departamento de Ciencias Naturales
Profesora: Karina Oñate Fuentes
Subsector Química Plan Común
N°
Fecha
Tiempo 2
Horas
Nombre del/la alumno/a:
Unidad Nº
Núcleos temáticos de
la Guía
Objetivos de la Guía
Aprendizaje Esperado
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Propiedades periódicas de los elementos químicos
Conocer las principales propiedades químicas de los
elementos químicos y su comportamiento en el sistema
periódico
Predicen el comportamiento químico de un elemento de
acurdo a su ubicación en el sistema periódico
Guía de Aprendizaje:
“Propiedades periódicas de los elementos”
Propiedades Periódicas
Así como la configuración electrónica puede deducirse de la posición que
ocupa un elemento en la tabla periódica, existen otras propiedades que también
varían de manera sistemática en un mismo grupo o en un mismo periodo,
denominadaspropiedadesperiódicas.
1. Radio atómico:
En los átomos y los iones, los electrones están en continuo y rápido
movimiento en torno al núcleo, produciendo una especie de nube electrónica. El
campo de fuerzas resultante, entre el núcleo positivo y los electrones, determina
que los átomos e iones adopten una forma esférica.
El radio atómicocorresponde a la mitad de la distancia entre los núcleos de
dos átomos vecinos de un mismo elemento que no se encuentran enlazados, o
también podemos decir, que es la distancia promedio entre el último electrón del
nivel más externo y el núcleo.Los radios atómicos se indican a menudo en
angstroms A (10-10m), nanómetros (nm, 10-9 m) picometro (pm, 10-12
m) y por medio de el es posible determinar el tamaño del átomo.
La variación del radio atómico en la tabla periódica es la siguiente:



En un periodo, el radio atómico disminuye de izquierda a derecha, al
aumentar el Z.
En un grupo, en cambio, el radio atómico aumenta de arriba hacia abajo
(crece
cuando Z aumenta).
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Volumen atómico:Se define como la cantidad de centímetros cúbicos (cm3) que
correspondena un átomo.
En la Tabla periódica, el volumen varía disminuyendo en un periodo deizquierda a
derecha y aumenta en un grupo de acuerdo con el incrementode su número
atómico. Este hecho se puede explicar si analizamos que enun periodo al aumentar
el número de electrones, también se eleva elnúmero de protones, lo que incrementa
la fuerza de atracción del núcleosobre el último electrón, produciéndose un efecto
de acercamiento de lanube electrónica hacia el núcleo, disminuyendo, por ende, el
volumen totaldel átomo. En cambio, en un grupo aumenta el periodo (nivel de
energía) ypor ende, la distancia entre el núcleo y el ultimo electrón.
Radio iónico:El radio iónico es, al igual que el radio atómico, la distancia entre
el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero
haciendo referencia no al átomo, sino al ion.
Éste aumenta en la tabla de derecha a izquierda por los periodos y de arriba
hacia abajo en los grupos.
En el caso de los cationes, (átomos con carga positiva) la ausencia de uno o
varios electrones disminuye la fuerza eléctrica de repulsión mutua entre los
electrones restantes, provocando el acercamiento de los mismos entre sí y al núcleo
positivo del átomo del que resulta un radio iónico menor que el atómico.
En el caso de los aniones, (átomos con carga negativa) el fenómeno es el
contrario, el exceso de carga eléctrica negativa obliga a los electrones a alejarse
unos de otros para restablecer el equilibrio de fuerzas eléctricas, de modo que el
radio iónico es mayor que el atómico.
2. Energía de ionización (EI)oPotencial de ionización (PI):Es la cantidad
de energía necesaria para arrancar o remover un electrón de un á
tomo neutro en estado fundamental. Es decir, el átomo se convierte en un ión
positivo (catión).
Esta magnitud puede medirse en kilocalorías por mol (Kcal/mol) y el proceso se
representa como sigue:
M + Eº→ M1+ + e- (M = metal)
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En los átomos de los que puede extraer más de un electrón, el proceso de
ionización se describe en etapas. Por ejemplo, los tres PI del litio son:
Li → Li+ + e- PI = 124 Kcal/mol
Li+ → Li2+ + e- PI = 1745 Kcal/mol
Li2+→ Li3+ + e- PI = 2822 Kcal/mol
Los PI varían en forma inversa a los radios atómicos. Si es menor
el Ra mayor será la atracción existente entre el núcleo y el electrón, por lo tanto, se
requerirá una mayor cantidad de energía para remover el electrón. Al contrario,
cuanto mayor sea el Ra, menor será la fuerza con que se atraen el núcleo y el
electrón, y por tanto, menor será la energía necesaria para extraer dicho electrón.
La variación del PI en la tabla periódica es así:


En un periodo, el PI aumenta de izquierda a derecha.
En un grupo, el PI aumenta de abajo hacia arriba.

En el sistema periódico, la energía de ionización aumenta dentro de un
grupo de abajo hacia arriba, porque cuanto más cerca del núcleo esté el
electrón que se quiere separar, tanto más atraído estará por aquel. Esto
hace, por ejemplo, que la energía de ionización del Cs, situado al final del
segundo grupo, sea 1,4 veces más pequeña que la del Li, situado por el
principio de ese mismo grupo (elementos alcalinos).
En un periodo, el análisis de la variación de la energía de ionización es más
complicado. En general, podemos decir que aumenta de izquierda a
derecha.

En resumen, cuanto menor sea la energía de ionización de un elemento,
tanto más fácilmente podrá perder un electrón y formar un ion positivo. Los
elementos más metálicos (que son los situados más a la izquierda y hacia abajo del
sistema periódico) son los que más fácilmente formarán iones positivos (son más
electropositivos), mientras que los más no metálicos (los situados más arriba y a la
derecha del sistema periódicoh) serán los que menos fácilmente pueden formar
iones positivos.
Una particularidad destacable es que los valores máximos de las energías de
ionización corresponden a los gases nobles. Ello es coherente con el hecho de que
los gases nobles son muy estables o bastante inertes.
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3. Afinidad electrónica o electroafinidad (AE):Es la energía liberada o
absorbida cuando un átomo en estado neutro gana un electrón, para convertirse
en un ión negativo (anión). La AE también se expresa en unidades de energía
como Kcal/mol y se representa así:
X + e- → X-
(X = no metal)
Cuanta más negativa sea la magnitud de la AE, tanto mayor será la tendencia
del elemento a ganar un electrón.
La variación de la AE en la tabla periódica es así:


En un periodo, la AE aumenta de izquierda a derecha al aumentar el Z.
En un grupo, la AE disminuye de arriba hacia abajo al aumentar el Z.
4. Electronegatividad (EN):Es la capacidad que tiene un átomo para ganar
electrones de otro átomo. Loa átomos que poseen altos valores de EI y AE serán
altamente electronegativos y viceversa.


Linus Pauling determinó escalas de EN que varían del 0,7 al 4,0.
Para los gases nobles la EN es 0 por ser estables.
La variación de la ENen la tabla periódica es así:


En un periodo aumenta hacia la derecha.
En un grupo aumenta hacia arriba.
En el siguiente cuadro se muestras los valores de las electronegatividades de
Pauling de elementos representativos:
H
2.1
Li
1.0
Na
0.9
K
0.8
Be
1.5
Mg
1.2
Ca
1.0
B
2.0
Al
1.5
Ga
1.6
C
2.5
Si
1.8
Ge
1.8
N
3.0
P
2.1
As
2.0
O
3.5
S
2.5
Se
2,4
F
4.0
Cl
3.0
Br
2.8
5
Rb
0.8
Cs
0.7
Sr
1.0
Ba
0.9
In
1.7
Tl
1.8
Sn
1.8
Pb
1.8
Sb
1.9
Bi
1.9
Te
2.1
Po
2.0
I
2.5
At
2.2
Aquellos átomos que tiene mayor EN, tienen mayor capacidad para atraer
electrones del enlace hacia su entorno. Así por ejemplo, si se forma un enlace entre
un átomo de carbono y un átomo de oxígeno, debido a que éste último es más
electronegativo, los electrones del enlace se sitúan más cerca del oxígeno que el
carbono. Cuando la diferencia de EN es pequeña, los electrones del enlace son
compartidos con un leve predominio del elemento más electronegativo. Esta
tendencia conduce a un enlace covalente.
Por el contrario cuando la diferencia es muy grande, como entre flúor y litio,
el o los electrones de enlace se polarizan completamente, y pasan a integrar la
esfera de acción del elemento más electronegativo. Esta tendencia conduce a un
enlace iónico.
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Taller Evaluado: Propiedades periódicas
Nombres:
Fecha:
Instrucciones: Reúnanse en parejas y resuelvan las actividades propuestas en
este taller. Deben entregar los resultados al final de la clase para ser calificados.
1.- Resume cada una de las propiedades periódicas en una frase.
2.-Observa la siguiente tabla ycomplétala indicando si aumenta o disminuye
elcomportamiento de la propiedad en los gruposy períodos.
3. Ordena los elementos
i. Rb, Te, I
ii. Mg, S, Cl
En orden de:
a. Aumento de radio atómico
b. Aumento de la energía de ionización
c. Aumento de la electronegatividad
3. ¿Cuál de los siguientes átomos:
i. Na, P, Cl o K
ii. Rb, Sr, Sb, o Cs
Presenta:
a. El mayor radio atómico?
b. La mayor energía de ionización?
c. La mayor electronegatividad?
4. Seleccione el átomo o ión de mayor tamaño en los siguientes pares:
a. K y K+
b. Tl y Tl3+
c. O y O2–
d. Cu+ y Cu2+
4. Seleccione el átomo o ión de menor tamaño en los siguientes pares:
a. N y N3b. Se y Se2c. Ba y Ba2+
d. Co2+ y Co3+
5. Ordene las siguientes especies de acuerdo con la disminución del radio:
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a. K, Ca, Ca2+, Rb
b. S, Te2-, Se, Te
6. Ordene las siguientes especies de acuerdo con el aumento del radio:
a. Co, Co2+, Co3+
b. Cl, Cl–, Br –
7. Si comparamos el sodio (Na), el litio (Li) y el cesio (Cs):
a) ¿Cuál de los tres tiene MENOR energía de ionización?
b) ¿Cuál de los tres tiene MENOR radio atómico?
c) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR electronegatividad?
d) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR electroafinidad?
e) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR tamaño?
8. Si comparamos el plomo (Pb), el polonio (Po) y el cesio (Cs):
a) ¿Cuál de los tres tiene MENOR radio atómico?
b) ¿Cuál de los tres tiene MENOR electronegatividad?
c) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR potencial de ionización?
d) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR electroafinidad?
9. Si comparamos el yodo (I), el estroncio (Sr) y el cadmio (Cd):
a) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR energía de ionización?
b) ¿Cuál de los tres tiene MENOR electroafinidad?
c) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR electronegatividad?
d) ¿Cuál de los tres tiene MAYOR radio atómico?