PERIODICIDAD QUÍMICA

Hola a todos estimada comunidad de Stem-Español, en esta ocasión quiero hablarles un poco acerca de un tema que muchas veces damos por sentado pero es de gran relevancia, se trata de cómo está organizada la tabla periódica que todos conocemos actualmente según las propiedades que caracterizan a cada elemento presente en ella. La periodicidad se describe como una propiedad de los elementos químicos, indica los elementos que pertenecen a un mismo grupo o familia de la tabla periódica tienen propiedades muy similares.

Como objetivo en este post quiero explorar un poco acerca de algunas propiedades físicas de los elementos, entre ellas el tamaño de los átomos y los iones, la configuración electrónica y la electronegatividad de los elementos. Estas propiedades se relacionan directamente con el ordenamiento de los electrones en el átomo y, por lo tanto, con la química de los elementos y sus compuestos, lo que resulta de gran importancia y de mucha utilidad a la hora de estudiar las características de algún elemento o sustancia en especial.

Nuestro objetivo es entender y predecir la distribución de los electrones en átomos con múltiples electrones. Cuando hablamos de la configuración electrónica del átomo de un elemento presente en la tabla periódica nos referimos a la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía. El principio básico que se emplea para esto es el de Aufbau o como se conoce comúnmente método de la lluvia, en el cual los electrones se asignan a las capas (definidas por el número cuántico n) de energía cada vez más alta. En una capa dada, los electrones son asignados a subcapas (definidas por el número cuántico l) de energía cada vez más alta. Los electrones son asignados de manera tal, que la energía total del átomo es la más baja posible. Ahora, lo importante es el orden de energía de las capas y subcapas.

Una vez comprendidas las configuraciones electrónicas, los químicos que dedicaron su vida a organizar los elementos detectaron que las semejanzas en las propiedades de los elementos son resultado de las configuraciones electrónicas similares en la capa de valencia, debido a esto se enfocaron en describir cómo se relacionan las configuraciones electrónicas de los átomos con algunas propiedades físicas y químicas de los elementos, y por qué dichas propiedades cambian de manera predecible al desplazarse hacia abajo por los grupos a través de los periodos.

El tamaño de un átomo es determinado por sus electrones más externos. Al ir de la parte superior a la inferior de un grupo, en la tabla periódica, los electrones más externos son asignados a orbitales que tienen valores cada vez más altos del número cuántico principal, n. Los electrones subyacentes requieren ciertos espacios, de modo que los electrones de la capa más externa deben estar más lejos del núcleo. Para los elementos de los grupos principales, los radios atómicos aumentan al descender por un grupo de la tabla periódica y disminuyen al atravesar un periodo.

Los iones positivos o negativos aumentan de tamaño al descender por el grupo, sin embargo existen dos cualidades importantes que debemos resaltar:

1. Los iones positivos tienen menor radio que los átomos neutros de los que proceden: esto es debido a que cuando se forma el ión se pierden electrones, de modo que los demás electrones pueden reducir sus distancias, por lo tanto las repulsiones son menores.

2. Los iones negativos tienen mayor radio atómico que los átomos neutros de los que proceden:esto se debe a que al ganar electrones aumenta la repulsión entre los átomos.

Electronegatividad

La electronegatividad se refiere a la fuerza o a la capacidad que tiene un átomo para atraer el par de electrones que conforman un enlace químico. Esta se incrementa de izquierda a derecha a través de un período y en cada grupo en particular la electronegatividad disminuye al aumentar el número atómico y al aumentar el carácter metálico.

Una vez definidos algunos conceptos básicos (radios iónicos y atómicos, configuración electrónica y electronegatividad) podemos entender mucho mejor el orden de los elementos químicos. La tabla periódica como la conocemos se formó agrupando los elementos con propiedades químicas similares. Por ejemplo, los metales alcalinos forman compuestos característicos donde el metal está en forma de un ion +1, tales como, Li⁺, Na⁺ o K⁺. De este modo la reacción entre sodio y cloro da el compuesto iónico NaCl (formado por iones de Na⁺ y Cl^-), y el potasio reacciona con el agua formando una solución acuosa de KOH (solución que contiene los iones hidratados K⁺(ac) y OH^-(ac)).

Los elementos que forman parte de esta familia tienen solo un electrón en su nivel último de energía. Estos tienen la particularidad de formar soluciones básicas o alcalinas al reaccionar con agua.>/div>

Figura 4. Tabla periódica de los elementos

Espero que les guste este post y que sea de mucha utilidad para ustedes, hasta una nueva oportunidad. Saludos.