Propiedades periódicas: electronegatividad, energía de ionización y radio atómico
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Las propiedades periódicas son características de los átomos que cambian de forma regular a lo largo de la tabla periódica. Conocer sus tendencias permite predecir qué tipo de enlace formarán dos elementos o cuál de ellos es más reactivo.
Todas se explican con dos ideas:
- En un periodo (de izquierda a derecha), aumenta el número de protones pero los electrones se agregan al mismo nivel. El núcleo atrae con más fuerza a los electrones de valencia.
- En un grupo (de arriba hacia abajo), se agregan niveles de energía. Los electrones de valencia quedan más lejos del núcleo y más protegidos por los electrones internos, así que el núcleo los atrae menos.
Radio atómico
Es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos iguales unidos.
- Disminuye de izquierda a derecha en un periodo (el núcleo atrae más a los electrones y el átomo se «encoge»).
- Aumenta de arriba hacia abajo en un grupo (hay más niveles).
El átomo más grande es el del francio y el más pequeño, el del helio.
Iones: un catión es más pequeño que su átomo neutro (perdió electrones, a veces todo un nivel) y un anión es más grande (ganó electrones que se repelen). Por ejemplo, es menor que y es mayor que .
Energía de ionización
Es la energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo aislado en estado gaseoso. Es un proceso que absorbe energía (endotérmico):
- Aumenta de izquierda a derecha en un periodo.
- Disminuye de arriba hacia abajo en un grupo.
La más alta es la del helio y las más bajas, las de los metales alcalinos del final del grupo, como el cesio. Por eso los metales alcalinos pierden su electrón con tanta facilidad y son muy reactivos.
La gráfica muestra la periodicidad: dentro de cada periodo la energía sube hasta un máximo en el gas noble y cae bruscamente en el siguiente metal alcalino, que empieza un nivel nuevo.
Afinidad electrónica
Es la energía que se libera cuando un átomo gaseoso gana un electrón:
En general, es mayor en los no metales de la derecha de la tabla (los halógenos tienen la afinidad más alta) y menor en los metales.
Electronegatividad
Es la capacidad de un átomo para atraer los electrones de un enlace hacia sí. Se mide con la escala de Pauling, que va de 0.7 a 4.0.
- Aumenta de izquierda a derecha en un periodo.
- Disminuye de arriba hacia abajo en un grupo.
- El flúor es el elemento más electronegativo (4.0); el francio y el cesio, los menos (0.7).
- Los metales tienen electronegatividades bajas y los no metales, altas. Los gases nobles casi no forman enlaces, así que normalmente no se les asigna valor.
| Periodo 2 | Li | Be | B | C | N | O | F |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Electronegatividad | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
| Grupo VII A | F | Cl | Br | I |
|---|---|---|---|---|
| Electronegatividad | 4.0 | 3.0 | 2.8 | 2.5 |
Otros valores útiles: H = 2.1, Na = 0.9, Mg = 1.2, Al = 1.5, Si = 1.8, P = 2.1, S = 2.5, K = 0.8, Ca = 1.0.
La diferencia de electronegatividad entre dos átomos indica el tipo de enlace que forman, como verás en la clase de enlaces químicos.
Carácter metálico
Es la tendencia a perder electrones. Se comporta al revés que la electronegatividad: disminuye de izquierda a derecha y aumenta de arriba hacia abajo. Los metales más activos están abajo a la izquierda (Cs, Fr) y los no metales más activos, arriba a la derecha (F, O).
Resumen de tendencias
| Propiedad | En un periodo (→) | En un grupo (↓) |
|---|---|---|
| Radio atómico | Disminuye | Aumenta |
| Energía de ionización | Aumenta | Disminuye |
| Afinidad electrónica | Aumenta (en general) | Disminuye (en general) |
| Electronegatividad | Aumenta | Disminuye |
| Carácter metálico | Disminuye | Aumenta |
Comprueba lo aprendido
1. Ordena de mayor a menor electronegatividad: Na, F, Mg, Br.
F (4.0) > Br (2.8) > Mg (1.2) > Na (0.9).
2. ¿Qué átomo es más grande, el de potasio o el de sodio?
El de potasio: está más abajo en el grupo I A y tiene un nivel de energía más.
3. ¿Por qué el neón tiene una energía de ionización tan alta?
Porque tiene su octeto completo y su último nivel está cerca del núcleo, que lo atrae con mucha fuerza. Quitarle un electrón rompe una configuración muy estable.
Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:
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Referencias
- Chang, R. y Goldsby, K. A. (2017). Química (12.ª ed.). McGraw-Hill.
- Holum, J. R. (2005). Fundamentos de química general, orgánica y bioquímica para ciencias de la salud. Limusa.
- Colegio Nacional de Matemáticas. Guía práctica para el examen de ingreso a la universidad. Pearson Educación (temario de referencia).
