Es la carga real que mantiene unido a un e– al núcleo.

Depende de: ◦ Carga nuclear (Z) ◦ Efecto pantalla (apantallamiento) (a) de e–

interiores o repulsión electrónica.

Ambos efectos son contrapuestos: ◦ A mayor Z mayor Z*. ◦ A mayor apantallamiento menor Z*.

Se calcula por la fórmula Zeff= Z* - δ

Varía poco al aumentar Z en los electrones de valencia de un mismo grupo

◦ Aunque hay una mayor carga nuclear también hay un mayor apantallamiento.

◦ Consideraremos que en la práctica cada electrón de capa interior es capaz de contrarrestar el efecto de un protón.

Crece hacia la derecha en los elementos de un mismo periodo.

Debido al menor efecto pantalla de los electrones de la última capa y al mayor Z.

aumenta

Variación de Z+ en la Tabla

periódica

Carga Nuclear Efectiva

1. Escribir la configuración electrónica de la siguiente forma, respectando las agrupaciones que se indican:

(1s) (2s,2p) (3s,3p) (3d) (4s,4p) (4d) (4f) (5s,5p), (5d) (5f) (6s,6p) (6d) ...

2. Todos los electrones a la derecha del grupo (ns,np) no contribuyen a la constante de apantallamiento .

3. Todos los demás electrones en el grupo (ns,np) contribuyen a s con 0.35 unidades cada uno.

4. Todos los electrones del nivel n-1 contribuyen con 0.85 unidades cada uno.

5. Todos los electrones de los niveles n-2 e inferiores contribuyen con una unidad cada uno.

3Li (1s2)2s1 = 0.35x0 + .85x2 = 1.7 Z* = 3 – 1.7 = 1.30

11Na (1s2)(2s22p6)3s1 = 0.35x0 + .85x8+ 1x 2 =

8.8

Z* = 11 – 8.8 = 2.2

19K (1s2)(2s2 2p6)(3s2

3p6)4s1

= 0.35x0 + .85x8 + 1x10 =

16.8

Z* = 19 – 16.8 = 2.2

37 Rb (1s2)(2s2 2p6)(3s2

3p6)(3d10)(4s2 4p6)5s1

= 0.35x0 + .85x8 + 1x28 =

34.8

Z* = 37 – 34.8 = 2.2

Ejemplo en un grupo:

Ejemplo en un periodo:

3Li (1s2)2s1 = 0.35x0 + 0.85x2 = 1.7 Z* = 3 – 1.7 = 1.30

4Be (1s2)2s2 = 0.35x1 + 0.85x2 = 2.05 Z* = 4 – 2.05= 1.95

5 B (1s2)2s2 2p1 = 0.35x2 + 0.85x2 = 2.4 Z* = 5 – 2.4 = 2.60

6 C (1s2)2s2 2p2 = 0.35x3 + 0.85x2 = 2.75 Z* = 6 – 2.75= 3.25

7 N (1s2)2s2 2p3 = 0.35x4 + 0.85x2 = 3.1 Z* = 7 – 3.1 = 3.90

8 O (1s2)2s2 2p4 = 0.35x5 + 0.85x2 = 3.45 Z* = 8 – 3.45= 4.55

9 F (1s2)2s2 2p5 = 0.35x6 + 0.85x2 = 3.8 Z* = 9 – 3.8 = 5.20

10 Ne (1s2)2s2 2p6 = 0.35x7 + 0.85x2 = 4.15 Z* =10 – 4.15 = 5.85

Z* junto con la distancia del e– al núcleo (ley de Coulomb) son las responsables de la atracción que sufre el e– y, por tanto, de la reactividad de los átomos.

Aumento en la Reactividad G

e e e s i n e r t e s

METALES NO METALES

Es la mitad de la distancia existente entre los centros de dos o más átomos que estén en contacto.

En una familia Los átomos crecen de arriba hacia abajo ¿La razón? Al cambiar de periodo añadimos otra capa.

En una periódo De izquierda a derecha los átomos disminuyen de tamaño

Hay dos factores que afectan a los orbitales y por tanto a los electrones de un átomo:

El número cuántico principal (la energía de los electrones en el átomo)

La carga nuclear efectiva (cuantos y como están los electrones de ese átomo)

El número cuántico principal no cambia

El número de electrones que apantalla permanece

constante y únicamente varía el número de

electrones de valencia

El número de electrones crece

Como resultados de los dos puntos anteriores la

carga nuclear efectiva (Zeff) sobre los electrones de

valencia crece y serán más atraídos hacia el núcleo

conforme avanzamos en el periodo, de manera que

el radio disminuirá .

No atómico

Elemento

Configuración electrónica

Zef

No cuántico n

3

Li

1s22s1

1+

2

11

Na

1s22s22p63s1

1+

3

19

K

1s22s22p63s23p64s1

1+

4

37

Rb

1s22s22p63s23p64s23d104p65s1

1+

5

El número de electrones de valencia permanece constante

El número cuántico principal aumenta

Puesto que al aumentar el número cuántico principal los

electrones que caben en el átomo son más, al bajar en una

familia, el radio atómico crece

Variación del radio atómico en relación al número atómico.

Aumenta el radio atómico Aumenta el radio atómico

Radio (Å)

Es el radio que tiene un átomo que ha perdido o ganado electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas noble más cercano.

Los cationes son menores que los átomos neutros por la mayor carga nuclear efectiva (menor apantallamiento o repulsión de electrones). Los aniones son mayores que los átomos neutros por la disminución de la carga nuclear efectiva (mayor apantallamiento o repulsión electrónica).

Comparación de radios atómicos e iónicos

Iones isolectrónicos

Es la energía mínima necesaria para remover el electrón de mayor energía (el más externo de un átomo neutro en el estado gaseoso y formar un ion con carga positiva.

Un átomo con "n"electrones

tiene "n" energías de ionización pero, en general, cuanto mayor sea la energía de ionización más difícil es separar un electrón. Se habla de 1ª EI (EI1),

2ª EI (EI2), ... según se trate del primer, segundo, ... electrón extraído.

Es siempre positiva (proceso endotérmico).

Al avanzar en un periodo, la energía de ionización aumenta al incrementar el número atómico

Al bajar en una familia, la energía de ionización disminuye al incrementar el número atómico

Aumenta

Conforme crece la carga efectiva o conforme la distancia del electrón al núcleo disminuye, habrá mayor atracción entre el núcleo y el electrón. La carga efectiva crece a lo largo de un periodo y además el radio atómico también disminuye.

Al bajar en una familia, la distancia entre el núcleo y el electrón aumenta y la atracción entre el electrón y el núcleo disminuye.

Elemento Electrones

de valencia

Energía de ionización (KJ/mol*)

1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª

Li 1 520 7300

Be 2 900 1760 1485

0

B 3 800 2430 3660 25020

C 4 1090 2350 4620 6220 37830

N 5 1400 2860 4580 7480 9440 53270

O 6 1310 3390 5300 7470 10980 13330 71330

F 7 1680 3370 6050 8410 11020 15160 17870 92040

Ne 8 2080 3950 6120 9370 12180 15240 20000 23070 115380

Es el cambio de energía asociado a la adición de un electrón extra a un átomo gaseoso

Puede ser positiva o negativa aunque suele ser exotérmica. La 2ª AE suele ser positiva. También la 1ª de los gases nobles y metales alcalinotérreos.

La tendencia general para la afinidad electrónica es la de volverse más negativa al movernos a la derecha a lo largo de un periodo, siendo los valores mayores los de los halógenos. Las afinidades electrónicas no cambian mucho al bajar en una familia

ELECTROAFINIDAD disminuye ------> abajo

Átomo

Electroafinidad kJ/mol

F

-328,0

Cl

-348,0

Br

-324,0

I

-295,0

Se define como la capacidad que tiene un átomo para atraer electrones

Aumenta

En un grupo

La electronegatividad disminuye de arriba hacia abajo.

En un periodo

La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha.

El número de oxidación puede definirse como la carga real o virtual que tienen las especies químicas (átomos, moléculas, iones) que forman las sustancias puras.

Esta carga se determina con base en la electronegatividad de las especies según las reglas siguientes.

1. El número de oxidación de un elemento químico es de cero (SIN COMBINAR)

Na0, Cu0, Fe0, H20, Cl2

0, N20, O2

0, P40, S8

0

2. El número de oxidación de un ion monoatómico (catión o anión) es la carga eléctrica real, positiva o negativa, que resulta de la pérdida o ganancia de electrones, respectivamente.

Cationes:

Na+, Cu2+, Hg2+, Cr3+, Ag+, Fe2+, Fe3+

Aniones: F-, Br-, S2-, N3-, O2-, As3-

3. El número de oxidación del hidrógeno casi siempre es de 1+ , salvo en el caso en la combinación de elementos menos electronegativos que él es de 1–.

4. El número de oxidación del oxígeno casi siempre es de 2–, (O2–) salvo en los peróxidos, donde es de 1–, (O2

2–) y en los hiperóxidos donde es de ½– (O2

1–).

5. En un compuesto, la suma tanto de los números de oxidación como de las cargas debe ser de cero