Propiedades atómicas
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Propiedades AtómicasProfesor Ramón Monreal Vera Romero
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel Oriente
Universidad Nacional Autónoma de México
2013
Propiedades Atómicas
• Número Atómico
• Masa Atómica
• Número de electrones
• Número de Protones
• Número de Neutrones
• Carga Eléctrica
• Carácter Metálico
• Carácter No metálico
• Radio Atómico
• Radio Iónico
• Volumen Atómico
• Carga Nuclear Efectiva
• Energía de Ionización
• Electroafinidad
• Electronegatividad
• Electropositividad
• Valencia
• Números de Oxidación
NÚMERO ATÓMICO
Propiedades Atómicas
Número Atómico
• Es el número de protones y establece el elemento químico que se establece:
11NaSodio con 11 protones
Número Atómico
AumentaA
um
enta
MASA ATÓMICA
Propiedades Atómicas
Masa Atómica
• Es la suma de protones y neutrones.
23NaSodio con 11 protones y 12 neutrones
(11 p++ 12 n = 23 masa atómica)Nota importante.- Los electrones no se toman en cuenta por ser de un
tamaño demasiado pequeño (1836 electrones = 1 protón)
Masa Atómica
AumentaA
um
enta
NÚMERO DE
ELECTRONES
Propiedades Atómicas
Número de Electrones
• El número de Electrones es igual al número de protones, siempre y cuando no presente carga eléctrica
11Na0
Sodio sin carga eléctrica tiene 11 electronesNota importante.- Los electrones no se toman en cuenta por ser de un tamaño
demasiado pequeño (1836 electrones = 1 protón)
Número de electrones
AumentaA
um
enta
Número de Electrones
• Cuando el elemento tiene carga Eléctrica
11Na+1
Sodio con carga +1, ha perdido unelectrón, por lo tanto 11e--1e-=10e-
Número de Electrones
• Cuando el elemento tiene carga Eléctrica
6C+4
Carbono con carga +4, ha perdido 4electrones, por lo tanto 6e-1-4e-1=2e-1
Nota importante.- Los electrones no se toman en cuenta por ser de un tamaño demasiado pequeño (1836 electrones = 1 protón)
Número de Electrones
• Cuando el elemento tiene carga Eléctrica
7N-3
Nitrógeno con carga -3, ha ganado 3electrones, por lo tanto 7e-+3e-=10e-
Número de Electrones
• Cuando el elemento tiene carga Eléctrica
8O-2
Oxígeno con carga -2, ha perdido 5electrones, por lo tanto 7e--5e-=2e-
NÚMERO DE
PROTONES
Propiedades Atómicas
Número de protones
• Es la cantidad de cargas positivas que se encuentran en el núcleo y determinan al elemento en cuestión.
N. de Protones N. Atómico Elemento
10 10 Neón
5 5 Boro
20 20 Carbono
NÚMERO DE
NEUTRONES
Propiedades Atómicas
Número de Neutrones
• Es la cantidad de neutrones en el nucleo y se obtiene restando a la masa atómica el número de protones (número Atómico).
11NaEl número de neutrones = masa-protones
# neutrones = 23 -11 =12
23
Número de Neutrones
• Es la cantidad de neutrones en el nucleo y se obtiene restando a la masa atómica el número de protones (número Atómico).
8OEl número de neutrones = masa-protones
# neutrones = 16 -8 =8
16
Número de Neutrones
• Es la cantidad de neutrones en el nucleo y se obtiene restando a la masa atómica el número de protones (número Atómico).
3LiEl número de neutrones = masa-protones
# neutrones = 7 - 3 = 4
7
CARGA ELÉCTRICA
Propiedades Atómicas
Carga Eléctrica
• Es la diferencia entre la cantidad de electrones y protones, de un átomo.
• # protones - # electrones = Carga Eléctrica
• 11Na0 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± (11 p+ y 11 e-)
• 11Na+1 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± +(11 p+ y 10 e-)Perdió 1e-
• 11 p+ - 10 e- = 1 carga (+)
11Na+1
Carga Eléctrica
• Es la diferencia entre la cantidad de electrones y protones, de un átomo.
• # protones - # electrones = Carga Eléctrica
• 5B0 ± ± ± ± ± (5 p+ y 5 e-)
• 5B+3 ± ± + + + (5 p+ y 2 e-) Perdió tres electrones
• 5 p+ - 2 e- = 3 carga (+)
5B+3
Carga Eléctrica
• Es la diferencia entre la cantidad de electrones y protones, de un átomo.
• # protones - # electrones = Carga Eléctrica
• 5C0 ± ± ± ± ± ± (6 p+ y 6 e-)
• 5C-4 ± ± ± ± ± ± ˍ ˍ ˍ ˍ(6 p+ y 10 e-) Gano 4 e-
• 6 p+ - 10 e- = -4 carga (-)
6C-4
Carga Eléctrica
• Es la diferencia entre la cantidad de electrones y protones, de un átomo.
• # protones - # electrones = Carga Eléctrica
• 7N0 ± ± ± ± ± (7 p+ y 7 e-)
• 7N-3 ± ± ± ± ± ± ± ˍ ˍ ˍ (5 p+ y 10 e-) Ganó 3 e-
• 7 p+ - 10 e- = -3 carga (-)
7N-3
Carga Eléctrica
• Es la diferencia entre la cantidad de electrones y protones, de un átomo.
• # protones - # electrones = Carga Eléctrica
Elemento Protones Electrones Carga Eléctrica
Potasio 19 18 19 - 18 = 1 Carga +1
Calcio 20 18 20 - 18 = 2 Carga +2
Aluminio 13 10 13 - 10 = 3 Carga +3
Azufre 16 18 16 – 18 = -2 Carga -2
Iodo 53 54 53 – 54 = -1 Carga -1
CARÁCTER METÁLICO
Y
NO METÁLICO
Propiedades Atómicas
Carácter Metálico
• Es presentar en mayor grado las propiedades que tiene un metal, y esta en base a su posición en la tabla periódica:
Aumenta
Au
men
ta
Carácter No-Metálico
• Es presentar en mayor grado las propiedades que tiene un no-metal, y esta en base a su posición en la tabla periódica:
Aumenta
Au
men
ta
RADIO ATÓMICO
Propiedades Atómicas
Radio Atómico
• Es la distancia del centro del átomal última órbita donde se encuentra un electrón, donde son dos factores lo que intervienen: a) La distancia a la órbita y la cantidad de protones que provocan que el átomo se reduzca.
Radio Atómico
• El radio aumenta al aumentar el número de órbitas en el átomo.
Elemento Último Nivel con electronesNúmero del Periodo
Hidrógeno Nivel 1
Litio Nivel 2
Sodio Nivel 3
Potasio Nivel 4
Rubidio Nivel 5
Cesio Nivel 6
Radio Atómico
• Todos los átomos tienenel mismo número deórbitas lo que cambia esla cantidad de protonesque hay en el núcleo,haciendo que disminuyesu radio.
Elementosen el Nivel 2
Protones en el núcleo
Litio 3
Berilio 4
Boro 5
Carbono 6
Nitrógeno 7
Oxígeno 8
Flúor 9
Neón 10
Radio Atómico
Aumenta
Au
men
ta
RADIO IÓNICO
Propiedades Atómicas
Radio Iónico
• Es el radio que se produce por la formación de un ión (cuando un átomo gano o pierde electrones), haciendo que cambie el radio del átomo.
• Si gana electrones aumenta su radio al haber más electrones que protones.
• Si pierde electrones disminuye su radio al haber mas protones que electrones
Radio Iónico
• El anión aumenta su radio al ganar electrones
• El catión disminuye su radio al perder electrones
Radio Iónico
Au
me
nta C
ation
es
Aumenta cationes Aumenta Aniones
Au
men
ta A
nio
nes
VOLUMEN ATÓMICO
Propiedades Atómicas
Volumen Iónico
• Como el volumen del átomo está en función de su radio atómico, por lo tanto tiene el mismo comportamiento, cuando el radio iónico aumenta el volumen atómico aumenta, dependiendo si se trata de un catión o un anión.
Volumen Iónico
Au
me
nta C
ation
es
Aumenta cationes Aumenta Aniones
Au
men
ta A
nio
nes
CARGA NUCLEAR
EFECTIVA
Propiedades Atómicas
Carga Nuclear Efectiva
• Los electrones son atraídos por el núcleo del átomo, pero al haber mayor cantidad de protones aumentará esa fuerza, siendo una carga nuclear efectiva mayor.
Carga Nuclear Efectiva
• Por otro lado la distancia a la que se encuentre es otro factor determinante, ya que entre mayor distancia es menor la fuerza debido a que son fuerzas de campo
Carga Efectiva Nuclear
• El último factor que afecta a la carga efectiva nuclear es la cantidad de electrones que existen entre el núcleo y el ultimo electrón, ya que entre mas electrones existan, menor fuerza existirá con el último electrón, se dice que existe un efecto pantalla de los demás electrones, que interfiere en la atracción y además que lo repelen.
Carga Efectiva Nuclear
• Efecto Pantalla• Primer dibujo no existe efecto
pantalla por no haber electrones.
• Segundo dibujo existe la interferencia de 2 electrones, existe el efecto pantalla.
• Tercer dibujo existe una mayor interferencia por la presencia de 10 electrones, el efecto pantalla es mayor
Carga Efectiva Nuclear
• Repulsión• Primer dibujo no existe
repulsión por no haber electrones.
• Segundo dibujo existe la repulsión de 2 electrones, disminuyendo la carga efectiva.
• Tercer dibujo existe una mayor repulsión por la presencia de 10 electrones, disminuyendo la carga efectiva
Carga Efectiva Nuclear
• El aumento en la carga nuclear aumenta con el numero de protones en el núcleo (número atómico) y con el menor número de órbitas (Periodo). Aumenta
Au
men
ta
ENERGÍA DE
IONIZACIÓN
Propiedades Atómicas
Energía de Ionización
• Debido a la fuerza que ejerce un átomo sobre su electrón (carga efectiva nuclear), se requiere de una cierta cantidad de energía para extraer al electrón fuera de las órbitas del átomo (Ionización).
• Entre más sea la fuerza mayor energía se requiere.
• Entre menos sea la fuerza menor sera la energía que se requiere
Energía de Ionización
• Entre mayor Fuerza menor energía
Energía
Energía
Energía
Energía de Ionización
• Ionización.-Es cuando un átomo pierde el electrón más externo debido a recibir energía.
Energía de Ionización
• Recuerda que una energía que se puede utilizar son las radiaciones electromagnéticas ionizantes (Ultravioleta, Rayos X y Gama).
• La energía que incide en el átomo le transfiere parte de la energía al electrón que se manifiesta por un aumento de velocidad (aumento de Energía Cinética y por consecuencia sale fuera de las órbitas del átomo, emitiendo la energía no absorbida (energía restante)
Energía de Ionización
Aumenta
Au
men
ta
ELECTROAFINIDAD
Propiedades Atómicas
Electroafinidad
• Es la energía liberada por un átomo cuando un electrón entra en las órbitas más externas, es el proceso contrario de la energía de ionización
Electroafinidad
• Entre mayor Carga efectiva nuclear (mayor Fuerza sobre el electrón) mayor será la energía que libera un átomo al entrar a sus órbitas un electrón.
• Su comportamiento será semejante, entre mayor energía de ionización mayor será la Electroafinidad, y viceversa.
• Electroafinidad
• Energíade
Ionización
Aumenta
Au
men
ta
AumentaA
um
enta
ELECTRONEGATIVIDAD
Propiedades Atómicas
Electronegatividad
• Es la fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre el par de electrones de enlace.
• Esta propiedad es producto de tomar en cuenta las dos energías que se relacionan con los enlaces químicos:
– Energía de Ionización
– Electroafinidad
Electronegatividad
• En un Periodo aumenta de izquierda a derecha
• En una Familia aumentade abajo hacia arriba
Aumenta
Au
men
ta
Electronegatividad
• En un Periodo aumenta de izquierda a derecha• En una Familia aumenta de abajo hacia arriba
Aumenta
Au
men
ta
Electronegatividad
• Permite establecer en una forma empirica el tipo de enlace químico que se forma entre dos átomos.
• Potasio (EN = 0.8) y Flúor (EN=4.0)
• KF diferencia de electronegatividad ΔEN = 3.2
• Enlace Iónico
Enlace Covalente No Polar Enlace Covalente Polar Enlace Iónico
0 0.4 1.7 4
Diferencia de Electronegatividad
ELECTROPOSITIVIDAD
Propiedades Atómicas
Electropositividad
• Es la falta de fuerza que ejerce un átomo sobre el par de electrones de enlace.
• Esta propiedad es inversa a la electronegatividad:
– Entre más electronegativo es un elemento es menos electropositivo
– Entre menos electronegativo es un elemento es más electropositivo
Electropositividad
• En un Periodo aumenta de derecha a izquierda
• En una Familia aumenta de arriba hacia abajo
Aumenta
Au
men
ta
VALENCIA
Propiedades Atómicas
Valencia
• Valencia es el número de electrones que tieneun átomo en su última órbita y es sucapacidad para formar enlaces químicos.
• En las familias principales (IA VIIIA) elnúmero de familia me indica el número deelectrones presentes en la última órbita.
Valencia
Familia Valencia Número de Electrones
IA I 1
II A II 2
III A III 3
IV A IV 4
V A V 5
VI A VI 6
VII A VII 7
VIII A 0 8
La familia VII tiene ocho electrones pero no los puede compartir por estar completa su órbita por eso, su valencia es cero (no tiene electrones para formar enlaces.
NÚMEROS DE
OXIDACIÓN
Propiedades Atómicas
Número de Oxidación
• El número de oxidación es la carga eléctrica
que tiene el átomo, basados en la cantidad de
electrones ganados o perdidos.
• En el caso de la familia IA hasta la VII A,
cumplen con la regla del Octeto, Los átomos
buscan tener en su última órbita ocho
electrones, ya sea ganando o perdiendo,
electrones.
Número de Oxidación
Elemento Valencia Numero de e- e- Ganados e- Perdidos Carga Eléctrica
Na I 1 1 +1
Ca II 2 2 +2
Al III 3 3 +3
C IV 4 4 +4
C IV 4 4 -4
N V 5 5 +5
S VI 6 2 -2
S VI 6 6 +6
Cl VII 7 1 -1
Cl VII 7 7 +7
Número de Oxidación
• Cuando un elemento gana electrones, otro elemento debe de perderlos, por lo tanto:
# de electrones ganados = # de electrones perdidos
• Y por consecuencia:
# cargas positivas = # cargas negativas
• En un compuesto químico, la suma de cargas eléctricas (positivas y negativas) es igual a cero.
Número de Oxidación
• En la parte superior se escriben los números de oxidación individuales y en la parte inferior los totales.
H2SO4
La suma es:+2+6-8 = 0
Los número de oxidación son correctos.
+1 -2+6
+2 -8+6