Conceptos Fundamentales de Estructura Atómica y Periodicidad Química

Propiedades Periódicas y Radio Atómico

Radio Atómico

Se define como la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos iguales que están enlazados entre sí. Generalmente, el radio atómico aumenta al descender en un grupo y disminuye al avanzar de izquierda a derecha en un período.

Variación del Radio Atómico en un Grupo

Dentro de un mismo grupo, al aumentar el número atómico (al descender), aumenta el radio atómico. Esto se debe a que se incrementa el número de niveles electrónicos ocupados, mientras que la carga nuclear efectiva sobre el electrón más externo permanece relativamente constante. En consecuencia, los electrones más externos están más alejados del núcleo.

Tamaño de los Iones: Cationes y Aniones

Cationes

Son de menor tamaño que los átomos neutros de los que proceden. Al tener un menor número de electrones, se reduce el apantallamiento entre ellos. Por lo tanto, el electrón más externo del catión está sujeto a una carga nuclear efectiva mayor, lo que provoca una mayor atracción nuclear y una disminución del radio.

Aniones

Son de mayor tamaño que los átomos neutros de los que proceden. El anión tiene más electrones que el átomo neutro, lo que aumenta el apantallamiento sobre su electrón más externo. Como la carga nuclear es la misma en ambos, la carga nuclear efectiva sobre el electrón más externo es menor en el anión. Como consecuencia, la atracción nuclear es menos intensa y el radio del anión es mayor.

Energía de Ionización

Es la energía mínima necesaria para que un átomo neutro de un elemento, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, ceda un electrón de su nivel externo y dé lugar a un ion monopositivo, también en estado gaseoso. Esta propiedad aumenta hacia la derecha en los períodos y hacia arriba en los grupos de la tabla periódica.

Afinidad Electrónica

Es la energía liberada (o absorbida) en el proceso por el que un átomo neutro, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, capta un electrón y se transforma en un ion mononegativo, también en estado gaseoso. Aunque con irregularidades, la afinidad electrónica tiende a ser más exotérmica (más negativa) hacia la derecha y hacia arriba en la tabla periódica.

Electronegatividad

Se define como la tendencia relativa que tienen los átomos de un elemento para atraer hacia sí los electrones de otros átomos con los que están enlazados químicamente. La electronegatividad aumenta hacia la derecha a lo largo de un período y hacia arriba dentro de un grupo.

Espectros y la Naturaleza de la Luz

Espectro Electromagnético

Es el conjunto de todas las ondas electromagnéticas, ordenadas según su frecuencia o longitud de onda.

Espectro Atómico de Emisión

Es el conjunto de radiaciones emitidas por un elemento en estado gaseoso cuando se le comunica suficiente energía. A diferencia del espectro de la luz solar, que es continuo (contiene radiación en todas las frecuencias), los espectros de emisión de los elementos son discontinuos o de líneas; es decir, solo emiten en algunas frecuencias determinadas.

Cada elemento químico emite siempre el mismo espectro, y no existen dos elementos con el mismo. Por ello, se considera la "huella dactilar" de cada elemento.

Espectro de Emisión del Hidrógeno

Es el espectro atómico más sencillo de todos. Se compone de varias series de líneas o bandas, que aparecen en diferentes regiones del espectro electromagnético, como la zona ultravioleta, la visible y la infrarroja.

Teorías Fundamentales y Ondas

Teoría Cuántica de Planck

Postula que los cuerpos no emiten o absorben energía de forma continua, sino en forma de "paquetes" discretos o cuantos de energía.

Movimiento Ondulatorio

Es una forma de transmisión de energía sin transporte neto de materia, que se produce mediante la propagación de algún tipo de perturbación. Esta perturbación se denomina onda.

Ondas Mecánicas

Son la propagación de una perturbación de tipo mecánico a través de un medio material (como el aire, el agua o una cuerda), por el que se transmite la energía mecánica. La presencia de un medio material es indispensable para su propagación.

Ondas Electromagnéticas

Consisten en la transmisión de energía electromagnética mediante la propagación de dos campos oscilatorios, el eléctrico y el magnético. No requieren un medio físico para propagarse, ya que son variaciones periódicas del estado eléctrico y magnético del espacio, por lo que también se propagan en el vacío.

Una onda electromagnética se caracteriza por:

• Amplitud: Desplazamiento máximo de un punto respecto de la posición de equilibrio.
• Longitud de onda: Distancia entre dos puntos análogos consecutivos.
• Frecuencia: Número de vibraciones por unidad de tiempo.
• Período: Tiempo invertido en efectuar una vibración completa.
• Velocidad: Rapidez con la que se propaga la onda.