9.- RADIO ATÓMICO Y RADIO IÓNICO - WordPress.com
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UNIDAD DIDÁCTICA 2: EL SISTEMA PERIÓDICO APARTADO 9 - RADIO ATÓMICO Y RADIO IÓNICO QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M. ARTEAGA 1 QUÍMICA. 2º DE BACHILLERATO. ESTUDIOS A DISTANCIA. PROFESOR: CARLOS MARTÍN ARTEAGA UNIDAD DIDÁCTICA 2 EL SISTEMA PERIÓDICO 9.- RADIO ATÓMICO Y RADIO IÓNICO ESTUDIA / APRENDE El concepto de Radio Atómico y cómo varía su valor dentro de la misma familia y al avanzar en un periodo. Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes tamaños. El RADIO ATÓMICO es una magnitud que representa el valor del tamaño relativo del átomo y se correspondería con la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia. Se define como: “la mitad de la distancia de dos átomos iguales que están enlazados entre sí”. Si pudiéramos observar los átomos de los elementos alcalinos veríamos que a medida que descendemos en la columna de la tabla periódica el radio de los átomos va siendo cada vez mayor. Esto es debido a que en cada periodo que descendemos los elementos tienen ocupados con sus electrones un nivel energético más, es decir los orbitales de mayor energía tienen mayor tamaño. Lo mismo ocurre, lógicamente, con el resto de familias. El radio atómico y por tanto el tamaño atómico aumenta al descender en una columna del Sistema Periódico. El radio atómico aumenta al descender en una columna del Sistema Periódico. Dentro de un determinado periodo se produce una contracción del radio al pasar de una familia a otra con el aumento del número atómico. En un periodo, el volumen atómico disminuye al aumentar el nº atómico; ya que, para el mismo nº de capas aumenta la carga eléctrica del núcleo y de la corteza y por tanto la fuerza de atracción. El radio atómico disminuye, en general, al avanzar en un periodo.
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UNIDAD DIDÁCTICA 2: EL SISTEMA PERIÓDICO
APARTADO 9 - RADIO ATÓMICO Y RADIO IÓNICO
QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M. ARTEAGA
1
QUÍMICA. 2º DE BACHILLERATO. ESTUDIOS A DISTANCIA. PROFESOR: CARLOS MARTÍN ARTEAGA
UNIDAD DIDÁCTICA 2
EL SISTEMA PERIÓDICO
9.- RADIO ATÓMICO Y RADIO IÓNICO
ESTUDIA / APRENDE
El concepto de Radio Atómico y cómo varía su valor dentro de la misma familia y al avanzar
en un periodo.
Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes tamaños.
El RADIO ATÓMICO es una magnitud que representa el valor del tamaño relativo del átomo y se correspondería con la distancia que existe entre el núcleo y la capa de valencia. Se define como: “la mitad de la distancia de dos átomos iguales que están enlazados entre sí”.
Si pudiéramos observar los átomos de los elementos alcalinos veríamos que a medida que descendemos en la columna de la tabla periódica el radio de los átomos va siendo cada vez mayor. Esto es debido a que en cada periodo que descendemos los elementos tienen ocupados con sus electrones un nivel energético más, es decir los orbitales de mayor energía tienen mayor tamaño.
Lo mismo ocurre, lógicamente, con el resto de familias.
El radio atómico y por tanto el tamaño atómico aumenta al descender en una columna del Sistema Periódico.
El radio atómico aumenta al descender en una columna del Sistema Periódico.
Dentro de un determinado periodo se produce una contracción del radio al pasar de una familia a otra con el aumento del número atómico. En un periodo, el volumen atómico disminuye al aumentar el nº atómico; ya que, para el mismo nº de capas aumenta la carga eléctrica del núcleo y de la corteza y por tanto la fuerza de atracción.
El radio atómico disminuye, en general, al avanzar en un periodo.
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Variación de las propiedades periódicas (radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica, y electronegatividad)
RADIO IÓNICO
El radio iónico es el radio que tiene un átomo cuando 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 electrónica). Cuanto mayor sea la carga, menor será el ion; así, en un mismo periodo, los metales alcalinotérreos serán menores que los alcalinos correspondientes, dado que en ambos casos existe el mismo apantallamiento, mientras que los alcalinotérreos superan en una unidad la carga nuclear de los alcalinos.
Los aniones son mayores que los átomos neutros por la disminución de la carga nuclear efectiva (mayor apantallamiento o repulsión electrónica). Cuanto mayor sea la carga, mayor será el Ion; así, en un mismo periodo, los anfígenos serán mayores que los halógenos correspondientes, dado que en ambos casos existe el mismo apantallamiento, mientras que los halógenos superan en una unidad la carga nuclear de los anfígenos.
En general, entre los iones con igual número de electrones (isoelectrónicos) tiene mayor radio el de menor número atómico, pues la fuerza atractiva del núcleo es menor al ser menor su carga.
Los iones positivos o cationes son siempre menores que los átomos neutro a partir de los que se forman.
Los iones negativos o aniones son siempre más grandes que los átomos neutros de los que proceden.
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ACTIVIDADES RESUELTAS:
¿Cuál de las siguientes especies isoelectrónicas tiene menor radio? a) O2− b) F− c) Na+ d) Mg2+ e) Al3+
El elemento oxígeno pertenece al grupo 16 y periodo 2 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2𝑠2 2𝑝4. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 8. La configuración electrónica del ion O2− es [He] 2𝑠2 2𝑝6 ya que capta dos electrones y completa el subnivel 2𝑝.
El elemento flúor pertenece al grupo 17 y periodo 2 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] [He] 2𝑠2 2𝑝5. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 9. La configuración electrónica del ion F− es [He] 2𝑠2 2𝑝6 ya que capta un electrón y completa el subnivel 2𝑝.
El elemento sodio pertenece al grupo 1 y periodo 3 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3𝑠1. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 11. La configuración electrónica del ion Na+ es [He] 2𝑠2 2𝑝6 ya que el electrón del subnivel 3𝑠 lo ha cedido para formarse el ion.
El elemento magnesio pertenece al grupo 2 y periodo 3 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3𝑠2. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 12. La configuración electrónica del ion Mg2+ es [He] 2𝑠2 2𝑝6 ya que cede los dos electrones del subnivel 3𝑠.
El elemento aluminio pertenece al grupo 13 y periodo 3 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3𝑠2 3𝑝1. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 13. La configuración electrónica del ion Al3+ es [He] 2𝑠2 2𝑝6 ya que cede los tres electrones de los subniveles 3𝑠 y 3𝑝.
Se trata de especies que tienen la misma configuración electrónica y que se denominan isoelectrónicas. Por este motivo la fuerza de atracción del núcleo sobre el electrón más externo es mayor en el núcleo con mayor número de protones (número atómico). En otras palabras, el radio de la especie decrece al aumentar el número atómico. Por tanto, el menor radio le corresponde a la especie con mayor Z (más protones para atraer a los electrones), el Al3+, y el mayor radio a la especie con menor número atómico (menos protones para atraer a los electrones), O2−.
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¿Cuáles de las siguientes relaciones entre radios es correcta?
a) r (Cl) > r (Cl−)
b) r (Na+) < r (Na)
c) r (I) < r (Cl)
d) r (Cl) > r (Na)
a) Incorrecta. El cloro (Cl) es un elemento que pertenece al grupo 17 y periodo 3 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3𝑠2 3𝑝5. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 17. La configuración electrónica del ion Cl− es [Ne] 3𝑠2 3𝑝6 ya que capta un electrón y completa el subnivel 3𝑝. Al aumentar el número de electrones hace que disminuya la fuerza de atracción del núcleo sobre el electrón más externo. Por tanto, el radio del ion cloruro es mucho mayor que el del átomo de cloro.
b) Incorrecta. El sodio (Na) es un elemento que pertenece al grupo 1 y periodo 3 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3𝑠1. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 11. La configuración electrónica del ion Na+ es [He] 2𝑠2 2𝑝6 ya que cede el electrón del subnivel 3𝑠. Al disminuir el número de electrones la fuerza de atracción del núcleo sobre el electrón más externo es mayor. Por tanto, el radio del ion sodio es menor que el del átomo de sodio.
c) Correcta. El yodo (I) es un elemento que pertenece al grupo 17 y periodo 5 de la tabla periódica por lo que su configuración electrónica abreviada es [Kr] 4𝑑10 5𝑠2 5𝑝5. Sumando sus electrones se obtiene que su número atómico es 53. De todas las especies propuestas es la que tiene mayor radio ya que tiene un mayor número de capas electrónicas.
d) Incorrecta. El sodio y el cloro se encuentran en el mismo periodo, situándose el sodio más a la izquierda que el cloro en la tabla periódica. El radio atómico disminuye al avanzar en el mismo periodo de la Tabla Periódica, por lo que el radio atómico del sodio es mayor que el del cloro.
CONTESTA Y REPASA
Dispón los siguientes átomos en orden creciente a su radio atómico: Sr, Mg, Ca, Be.
Justifica el orden de los siguientes átomos (Ba, Cs, Cl, Ag, I, He) según su radio atómico, su energía de ionización y su afinidad electrónica. Explica qué iones son mayores y cuales menores que sus correspondientes átomos de los que proceden.
