PROPIEDADES PERIODICAS PROPIEDADES PERIODICAS

Muchas de las propiedades Muchas de las propiedades características de los átomos pueden características de los átomos pueden correlacionarse con sus posiciones en la correlacionarse con sus posiciones en la tabla periódica. tabla periódica. Son propiedades que Son propiedades que presentan los elementos químicos y que presentan los elementos químicos y que se repiten secuencialmente en la tabla se repiten secuencialmente en la tabla periódica. Por la colocación en la misma periódica. Por la colocación en la misma de un elemento, podemos deducir que de un elemento, podemos deducir que valores presentan dichas propiedades valores presentan dichas propiedades así como su comportamiento químico. así como su comportamiento químico.

Regla del octetoRegla del octeto Los átomos se combinan mediante Los átomos se combinan mediante

procesos que implican pérdida, procesos que implican pérdida, ganancia o compartimiento de ganancia o compartimiento de electrones de tal forma que electrones de tal forma que adquieran la configuración de ocho adquieran la configuración de ocho electrones en su último nivel; esto electrones en su último nivel; esto se conoce como regla del octeto. se conoce como regla del octeto. Sabemos que los gases nobles Sabemos que los gases nobles tienen ocho electrones en su nivel tienen ocho electrones en su nivel electrónico más interno: ns2 np6 electrónico más interno: ns2 np6 (excepto el helio, que sólo posee (excepto el helio, que sólo posee dos), es decir, tienen completa su dos), es decir, tienen completa su última capa.última capa.

Estructuras De LewisEstructuras De Lewis Lewis fue uno de los primeros en intentar proponer Lewis fue uno de los primeros en intentar proponer

una teoría para explicar el enlace covalente, por una teoría para explicar el enlace covalente, por ello creo notaciones abreviadas para una ello creo notaciones abreviadas para una descripción mas fácil de las uniones atómicas, descripción mas fácil de las uniones atómicas, que fueron las estructuras de Lewis. Para dibujar que fueron las estructuras de Lewis. Para dibujar las estructuras de Lewis se puede seguir el las estructuras de Lewis se puede seguir el siguiente método: siguiente método:

Se colocan los átomos de la molécula de la forma Se colocan los átomos de la molécula de la forma mes simétrica posible. mes simétrica posible.

Se determina el Nº de electrones disponibles en Se determina el Nº de electrones disponibles en la capa externa de los átomos de la molécula Ala capa externa de los átomos de la molécula A

Se calcula la capacidad total de electrones de las Se calcula la capacidad total de electrones de las capas externas de todos los tomos de la capas externas de todos los tomos de la molécula Nmolécula N

El Nº total de electrones compartidos es S=N-A El Nº total de electrones compartidos es S=N-A Se colocan los electrones S como pares Se colocan los electrones S como pares

compartidos entre los átomos que forman compartidos entre los átomos que forman enlaces. enlaces.

El resto de los electrones A-S se colocan como El resto de los electrones A-S se colocan como pares no compartidos para completar el octeto pares no compartidos para completar el octeto de todos los átomos. de todos los átomos.

Las estructuras de puntos de Lewis son una Las estructuras de puntos de Lewis son una taquigrafía para representar los electrones de taquigrafía para representar los electrones de valencia de un átomo. Las estructuras están valencia de un átomo. Las estructuras están escritas como el elemento del símbolo con puntos escritas como el elemento del símbolo con puntos que representan los electrones de valencia. Abajo que representan los electrones de valencia. Abajo están las estructuras de Lewis para los elementos están las estructuras de Lewis para los elementos

en los dos primeros períodos de la Tabla Periódica.en los dos primeros períodos de la Tabla Periódica.

Las Estructuras de Puntos de Lewis

O2

H-H o

H:HH2

Radio AtómicoRadio Atómico El radio atómico es la distancia entre el El radio atómico es la distancia entre el

núcleo del átomo y el electrón estable más núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo. Se suele medir en alejado del mismo. Se suele medir en picómetros (1 pm=10-12 m) o Angstroms picómetros (1 pm=10-12 m) o Angstroms (1 Å=10-10 m).(1 Å=10-10 m).

Al ser los núcleos y los electrones Al ser los núcleos y los electrones partículas cuánticas, sometidas al principio partículas cuánticas, sometidas al principio de indeterminación de Heisenberg, las de indeterminación de Heisenberg, las medidas directas de distancias no pueden medidas directas de distancias no pueden tener sino un significado estadístico. tener sino un significado estadístico. Convencionalmente, se define como la Convencionalmente, se define como la mitad de la distancia existente entre los mitad de la distancia existente entre los centros de dos átomos enlazados, y centros de dos átomos enlazados, y dependiendo de ese enlace podremos dependiendo de ese enlace podremos hablar de radios atómicos, iónicos, hablar de radios atómicos, iónicos, metálicos o radios de van der Waals.metálicos o radios de van der Waals.

Grafica del Radio Atómico Grafica del Radio Atómico

Potencial de ionizaciònPotencial de ionizaciòn Es una medida de la energía necesaria para Es una medida de la energía necesaria para

remover uno o varios electrones de remover uno o varios electrones de valencia de un átomo neutro y queda valencia de un átomo neutro y queda cargado positivamente.cargado positivamente.

A. + Energía A+ + 1e- A. + Energía A+ + 1e- La energía necesaria para que un átomo La energía necesaria para que un átomo

neutro en estado gaseoso pierda uno de neutro en estado gaseoso pierda uno de sus electrones de la última capa o de sus electrones de la última capa o de valencia se llama potencial de ionizaciòn, o valencia se llama potencial de ionizaciòn, o energía de ionizaciòn. El potencial de energía de ionizaciòn. El potencial de ionizaciòn esta influido por la distancia del ionizaciòn esta influido por la distancia del núcleo a la cual se encuentra el electrón núcleo a la cual se encuentra el electrón que se pierde, la carga del núcleo, el que se pierde, la carga del núcleo, el apantallamiento de los electrones internos apantallamiento de los electrones internos y la mayor o menor cercanía de la y la mayor o menor cercanía de la estructura de la capa externa al octeto o a estructura de la capa externa al octeto o a la notación ns2 np6 .la notación ns2 np6 .

Afinidad ElectrónicaAfinidad ElectrónicaCuando un átomo de un elemento Cuando un átomo de un elemento

cualquiera y de alguna manera se cualquiera y de alguna manera se hace entrar en este sistema neutro un hace entrar en este sistema neutro un electrón, el átomo queda cargado electrón, el átomo queda cargado negativamente, es decir, se forma un negativamente, es decir, se forma un ión negativo (anión) con la liberación ión negativo (anión) con la liberación de una cantidad de energía.de una cantidad de energía.

A + 1e- A- + Energía A + 1e- A- + Energía En algunos casos, la formación del En algunos casos, la formación del

anión requiere suministrar energía. anión requiere suministrar energía. Se dice, entonces, que tal elemento Se dice, entonces, que tal elemento tiene una afinidad electrónica tiene una afinidad electrónica negativa.negativa.

Carácter MetálicoCarácter MetálicoSe ha visto que el grupo IA están los Se ha visto que el grupo IA están los

metales alcalinos y que en el grupo metales alcalinos y que en el grupo VIIA están los halógenos, que son no VIIA están los halógenos, que son no metales. Los elementos de estos metales. Los elementos de estos grupos son altamente reactivos: grupos son altamente reactivos: físicamente, se observa que, mientras físicamente, se observa que, mientras los primeros (grupos IA) son sólidos, los primeros (grupos IA) son sólidos, los segundos varían de arriba hacia los segundos varían de arriba hacia abajo, en el grupo, desde gases hasta abajo, en el grupo, desde gases hasta sólidos. Así, el F y el Cl son gaseosos a sólidos. Así, el F y el Cl son gaseosos a temperatura ambiente, el Br es temperatura ambiente, el Br es líquido y el I y el At son solidos.líquido y el I y el At son solidos.

ElectronegatividadElectronegatividad

Se ha descrito El Potencial de Ionización PI Se ha descrito El Potencial de Ionización PI como la "resistencia" y la electroafinidad EA como la "resistencia" y la electroafinidad EA como la "avidez" frente a la posibilidad de como la "avidez" frente a la posibilidad de ceder un electrón o aceptar un e- extra, ceder un electrón o aceptar un e- extra, respectivamente. La electronegatividad respectivamente. La electronegatividad como se entiende en Química, mide como se entiende en Química, mide entonces la habilidad de cada átomo en una entonces la habilidad de cada átomo en una molécula a atraer electrones de un enlace.molécula a atraer electrones de un enlace.

La escala de electronegatividad nos permite La escala de electronegatividad nos permite predecir el tipo de enlace químico formado predecir el tipo de enlace químico formado por átomos. por átomos.

A mayor diferencia de electronegatividad de A mayor diferencia de electronegatividad de los elementos, mayor atracción los elementos, mayor atracción electrostática tienen los átomos entre si. electrostática tienen los átomos entre si.

Ejemplo: KClEjemplo: KCl la electronegatividad del K es 0.8 la electronegatividad del K es 0.8 la del Cl es 3.0 la del Cl es 3.0 diferencia en electronegatividades: 2,2diferencia en electronegatividades: 2,2 se esperaría que el par de electrónico se esperaría que el par de electrónico

compartido este mas cerca al cloro que al compartido este mas cerca al cloro que al potasio, la atracción del cloro por el par potasio, la atracción del cloro por el par electrónico es tan grande que el enlace es electrónico es tan grande que el enlace es fundamentalmente iónico y el electrón del fundamentalmente iónico y el electrón del potasio esta casi asociado con el ión cloruro.potasio esta casi asociado con el ión cloruro.

Cuando la diferencia en Cuando la diferencia en electronegatividades es menor de 1.7 el electronegatividades es menor de 1.7 el enlace es covalente.enlace es covalente.

El enlace en la mayoría de los elementos no es El enlace en la mayoría de los elementos no es completamente iónico, ni completamente covalente, completamente iónico, ni completamente covalente, por tanto es mejor hablar de enlaces parcialmente por tanto es mejor hablar de enlaces parcialmente iónicos o parcialmente covalentes. Se debe asignar iónicos o parcialmente covalentes. Se debe asignar un valor de porcentaje al carácter iónico y al carácter un valor de porcentaje al carácter iónico y al carácter covalente de un compuesto. covalente de un compuesto.

Predicción del tipo de enlace usando la Predicción del tipo de enlace usando la escala de electronegatividad de Pauling.escala de electronegatividad de Pauling.

La escala más usada para medir electronegatividades La escala más usada para medir electronegatividades se basa en una desarrollada por Linus Pauling. El se basa en una desarrollada por Linus Pauling. El observó que cuando se combinan los átomos de observó que cuando se combinan los átomos de diferentes electronegatividades, sus enlaces son más diferentes electronegatividades, sus enlaces son más fuertes de lo esperado. Se cree que son dos los fuertes de lo esperado. Se cree que son dos los factores que contribuyen a la fuerza del enlace. Uno factores que contribuyen a la fuerza del enlace. Uno de ellos es el enlace covalente entre los átomos. El de ellos es el enlace covalente entre los átomos. El otro es la unión adicional producida por una otro es la unión adicional producida por una atracción entre los extremos opuestamente cargados atracción entre los extremos opuestamente cargados del enlace dipolo. La fuerza extra del enlace se del enlace dipolo. La fuerza extra del enlace se atribuyó entonces a la unión adicional y Pauling atribuyó entonces a la unión adicional y Pauling utilizó este concepto para desarrollar su tabla de utilizó este concepto para desarrollar su tabla de electronegatividades. electronegatividades. Cuando se tenga algún interés en conocer algo Cuando se tenga algún interés en conocer algo acerca de la polaridad de un enlace, tal vez dicho acerca de la polaridad de un enlace, tal vez dicho interés se base en la diferencia de las interés se base en la diferencia de las electronegatividades entre los dos átomos unidos por electronegatividades entre los dos átomos unidos por el enlace. Si la diferencia es pequeña, el enlace será el enlace. Si la diferencia es pequeña, el enlace será relativamente no polar, pero si es grande, el enlace relativamente no polar, pero si es grande, el enlace será polar. Si la diferencia en la electronegatividad es será polar. Si la diferencia en la electronegatividad es muy grande, el par de electrones se concentrará casi muy grande, el par de electrones se concentrará casi en forma exclusiva alrededor del átomo más en forma exclusiva alrededor del átomo más electronegativo y el enlace será iónico. electronegativo y el enlace será iónico.

ENLACE QUÍMICO EN LA ENLACE QUÍMICO EN LA FORMACIÓN DE COMPUESTOSFORMACIÓN DE COMPUESTOS

Mientras que sólo hay alrededor de 118 Mientras que sólo hay alrededor de 118 elementos catalogados en la tabla elementos catalogados en la tabla periódica, obviamente hay más periódica, obviamente hay más substancias en la naturaleza que los substancias en la naturaleza que los 118 elementos puros. Esto es porque 118 elementos puros. Esto es porque los átomos pueden reaccionar unos los átomos pueden reaccionar unos con otros para formar nuevas con otros para formar nuevas substancias denominadas substancias denominadas compuestos. Un compuesto se forma compuestos. Un compuesto se forma cuando dos o más átomos se enlazan cuando dos o más átomos se enlazan químicamente. El compuesto que químicamente. El compuesto que resulta de este enlace es resulta de este enlace es químicamente y físicamente único y químicamente y físicamente único y diferente de sus átomos originarios. diferente de sus átomos originarios.

Propiedades De Los EnlacesPropiedades De Los Enlaces Propiedades de las sustancias iónicas: Propiedades de las sustancias iónicas:

– Las sustancias iónicas se encuentran en Las sustancias iónicas se encuentran en la naturaleza formando redes cristalinas, la naturaleza formando redes cristalinas, por tanto son sólidas. por tanto son sólidas.

– Su dureza es bastante grande, y tienen Su dureza es bastante grande, y tienen por lo tanto puntos de fusión y ebullición por lo tanto puntos de fusión y ebullición altos. altos.

– Son solubles en disolventes polares Son solubles en disolventes polares como el agua. como el agua.

– Cuando se tratan de sustancias disueltas Cuando se tratan de sustancias disueltas tienen una conductividad alta. tienen una conductividad alta.

Propiedades de los compuestos Propiedades de los compuestos covalentes. covalentes.

– Los compuestos covalentes suelen Los compuestos covalentes suelen presentarse en estado liquido o gaseoso presentarse en estado liquido o gaseoso aunque también pueden ser sólidos. Por lo aunque también pueden ser sólidos. Por lo tanto sus puntos de fusión y ebullición no son tanto sus puntos de fusión y ebullición no son elevados. elevados.

– La solubilidad de estos compuestos es La solubilidad de estos compuestos es elevada en disolventes polares, y nula su elevada en disolventes polares, y nula su capacidad conductora. capacidad conductora.

– Los sólidos covalentes macromoleculares, Los sólidos covalentes macromoleculares, tienen altos puntos de fusión y ebullición, son tienen altos puntos de fusión y ebullición, son duros, malos conductores y en general duros, malos conductores y en general insolubles.insolubles.

Los enlaces metálicos: Los enlaces metálicos: – Suelen ser sólidos a temperatura Suelen ser sólidos a temperatura

ambiente, excepto el mercurio, y sus ambiente, excepto el mercurio, y sus puntos de fusión y ebullición barman puntos de fusión y ebullición barman notablemente. notablemente.

– Las conductividades térmicas y eléctricas Las conductividades térmicas y eléctricas son muy elevadas. son muy elevadas.

– Presentan brillo metálico. Presentan brillo metálico.

– Son dúctiles y maleables. Son dúctiles y maleables.

– Pueden emitir electrones cuando reciben Pueden emitir electrones cuando reciben energía en forma de calor. energía en forma de calor.

Enlaces iónicosEnlaces iónicosEn los enlaces iónicos, los electrones se En los enlaces iónicos, los electrones se

transfieren completamente de un transfieren completamente de un átomo a otro. Durante este proceso de átomo a otro. Durante este proceso de perder o ganar electrones cargados perder o ganar electrones cargados negativamente, los átomos que negativamente, los átomos que reaccionan forman iones. Lo iones reaccionan forman iones. Lo iones cargados de manera opuesta se cargados de manera opuesta se atraen entre ellos a través de fuerzas atraen entre ellos a través de fuerzas electroestáticas que son la base del electroestáticas que son la base del enlace iónico. enlace iónico.

Por ejemplo, durante la reacción del Por ejemplo, durante la reacción del sodio con el cloro: sodio con el cloro:

Sodio (en la izquierda) pierde su única Sodio (en la izquierda) pierde su única valencia de electrones al cloro (a la derecha),valencia de electrones al cloro (a la derecha),

Enlace CovalentesEnlace CovalentesEl segundo mayor tipo de enlace atómico El segundo mayor tipo de enlace atómico

ocurre cuando los átomos comparten ocurre cuando los átomos comparten electrones. Al contrario de los enlaces electrones. Al contrario de los enlaces iónicos en los cuales ocurre una iónicos en los cuales ocurre una transferencia completa de electrones, el transferencia completa de electrones, el enlace covalente ocurre cuando dos (o más) enlace covalente ocurre cuando dos (o más) elementos comparten electrones. El enlace elementos comparten electrones. El enlace covalente ocurre porque los átomos en el covalente ocurre porque los átomos en el compuesto tienen una tendencia similar compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones (generalmente para hacia los electrones (generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no metales se enlazan. Ya que cuando dos no metales se enlazan. Ya que ninguno de los no elementos que participan ninguno de los no elementos que participan en el enlace querrá ganar electrones, estos en el enlace querrá ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para elementos compartirán electrones para poder llenar sus envolturas de valencia poder llenar sus envolturas de valencia

Enlaces MúltiplesEnlaces Múltiples Para cada par de electrones compartidos entre dos átomos, se Para cada par de electrones compartidos entre dos átomos, se

forma un enlace covalente único. Algunos átomos pueden forma un enlace covalente único. Algunos átomos pueden compartir múltiples pares de electrones, formando compartir múltiples pares de electrones, formando enlaces covalentes múltiples. De acuerdo con esta teoría enlaces covalentes múltiples. De acuerdo con esta teoría veamos los tipos de enlace covalentes que pueden veamos los tipos de enlace covalentes que pueden formarse.formarse.

Enlace covalente simpleEnlace covalente simple o de dos electrones. En el caso del átomo o de dos electrones. En el caso del átomo

de cloro que tiene siete electrones en su de cloro que tiene siete electrones en su capa mas externa formando tres pares capa mas externa formando tres pares electrónicos y un electrón sin aparear (a electrónicos y un electrón sin aparear (a cada uno de los átomos le falta un electrón cada uno de los átomos le falta un electrón para cumplir la regla del octeto) los dos para cumplir la regla del octeto) los dos electrones sin aparear, uno de cada átomo, electrones sin aparear, uno de cada átomo, se aproximarán para compartir el par de se aproximarán para compartir el par de electrones de modo que ese par será electrones de modo que ese par será común a los átomos, originando un enlace común a los átomos, originando un enlace covalente simplecovalente simple

2. Enlace covalente doble2. Enlace covalente doble o de cuatro electrones. A un átomo de oxigeno y uno de o de cuatro electrones. A un átomo de oxigeno y uno de

azufre le hacen falta dos electrones en su capa exterior azufre le hacen falta dos electrones en su capa exterior para cumplir la regla del octeto (o estructura de un gas para cumplir la regla del octeto (o estructura de un gas noble mas próximo). Para llegar a esa configuración, dos noble mas próximo). Para llegar a esa configuración, dos átomos de oxigeno y azufre comparten dos pares de átomos de oxigeno y azufre comparten dos pares de electrones de valencia, con lo cual se forma la molécula; los electrones de valencia, con lo cual se forma la molécula; los átomos se unen por un enlace covalente doble.átomos se unen por un enlace covalente doble.

3. Enlace covalente triple3. Enlace covalente triple o de seis electrones. En el caso del átomo de o de seis electrones. En el caso del átomo de

nitrógeno que en su capa mas externa tiene cinco nitrógeno que en su capa mas externa tiene cinco electrones, al unirse dos átomos forman la electrones, al unirse dos átomos forman la molécula compartiendo tres pares de electrones molécula compartiendo tres pares de electrones para adquirir la configuración del gas noble: este para adquirir la configuración del gas noble: este

enlace se denomina covalente triple.enlace se denomina covalente triple.

4. Enlace covalente coordinado4. Enlace covalente coordinado Hemos visto que el par o pares de Hemos visto que el par o pares de

electrones compartidos para formar el electrones compartidos para formar el enlace son aportados por el 50 % de enlace son aportados por el 50 % de cada uno de los átomos que lo cada uno de los átomos que lo constituyen. Pero hay casos en los constituyen. Pero hay casos en los cuales el par de electrones cuales el par de electrones compartidos, para constituir el enlace, compartidos, para constituir el enlace, son aportados por uno de los átomos son aportados por uno de los átomos en tanto que el otro átomo no en tanto que el otro átomo no comparte alguno. Y se puede definir comparte alguno. Y se puede definir como aquel tipo de enlace en que el como aquel tipo de enlace en que el par de electrones compartidos son par de electrones compartidos son aportados por uno de los átomos que aportados por uno de los átomos que constituyen el enlace.constituyen el enlace.

Enlace de hidrógenoEnlace de hidrógenoEn el enlace covalente polar en el que hemos visto que En el enlace covalente polar en el que hemos visto que

en la molécula se forman dos zonas claramente en la molécula se forman dos zonas claramente diferenciadas, una con un exceso de carga negativa diferenciadas, una con un exceso de carga negativa (la correspondiente al átomo más electronegativo) y (la correspondiente al átomo más electronegativo) y otra con un defecto de carga negativa (la otra con un defecto de carga negativa (la correspondiente al átomo menos electronegativo). correspondiente al átomo menos electronegativo). Un caso de polaridad especialmente interesante es el Un caso de polaridad especialmente interesante es el que corresponde a moléculas tales como por ejemplo que corresponde a moléculas tales como por ejemplo H2O, HF o NH3 en las que los átomos de hidrógeno se H2O, HF o NH3 en las que los átomos de hidrógeno se hallan unidos a otros átomos mucho más hallan unidos a otros átomos mucho más

electronegativos.electronegativos.