Conceptos Fundamentales de Propiedades Periódicas y Equilibrio Químico

Propiedades Periódicas de los Elementos

Las propiedades periódicas son características de los elementos que varían de forma regular y predecible a lo largo de la tabla periódica, tanto en grupos como en períodos.

Radio Atómico

El radio atómico aumenta en un grupo hacia abajo porque aumenta el efecto de apantallamiento de los electrones internos y la distancia de los electrones más externos al núcleo. En un período, el radio atómico aumenta al desplazarnos hacia la izquierda, porque el efecto de apantallamiento y la capa de valencia apenas varían, pero la carga nuclear efectiva disminuye.

Energía de Ionización

La energía de ionización aumenta al subir en un grupo (porque disminuyen tanto la distancia de los electrones más externos al núcleo como el efecto de apantallamiento) y al desplazarnos a la derecha en un período (porque el efecto de apantallamiento y la capa de valencia apenas varían, pero la carga nuclear efectiva aumenta).

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica aumenta al subir en un grupo (porque disminuyen la carga nuclear efectiva, la distancia de los electrones más externos al núcleo y el efecto de apantallamiento) y al desplazarnos hacia la derecha en un período (porque el efecto de apantallamiento y la capa de valencia apenas varían, pero la carga nuclear efectiva aumenta), con la excepción de los gases nobles.

Electronegatividad

La electronegatividad aumenta al subir en un grupo y al desplazarse a la derecha en un período, con la excepción de los gases nobles. Es mayor cuanto más arriba y a la derecha se encuentre un elemento en la tabla periódica.

Equilibrio Químico y Espontaneidad

Cociente de Reacción (Q)

El cociente de reacción (Q) es la relación entre las concentraciones de productos y reactivos, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos en un momento dado. Al compararlo con el valor de la constante de equilibrio (Kc), se puede predecir la dirección en la que evolucionará el sistema:

• Si Q = Kc, el sistema se encuentra en equilibrio.
• Si Q < Kc, el equilibrio se desplazará hacia la derecha, favoreciendo la formación de productos.
• Si Q > Kc, el equilibrio se desplazará hacia la izquierda, favoreciendo la descomposición de los productos (o la formación de reactivos).

Espontaneidad de las Reacciones y Equilibrio

Las reacciones espontáneas (ΔG° < 0) tienen una constante de equilibrio (Kp) mayor que 1 (equilibrio desplazado hacia los productos), mientras que las reacciones no espontáneas (ΔG° > 0) tienen una Kp muy pequeña (equilibrio desplazado hacia los reactivos).

Principio de Le Chatelier

El Principio de Le Chatelier establece que si se aplica una perturbación externa a un sistema en equilibrio, este se desplazará en la dirección que tienda a minimizar dicha perturbación.

Efecto de la Temperatura

La temperatura es la única variable que, además de modificar la posición del equilibrio, cambia el valor de la constante de equilibrio. El aumento de temperatura favorece el proceso endotérmico, y la disminución de temperatura favorece el proceso exotérmico.

Efecto de la Presión

Una variación de presión solo afecta a aquellos equilibrios en los que el cambio en el número de moles de gas (Δn) no es cero. Si aumenta la presión, para compensarlo, el equilibrio se desplaza hacia donde disminuya el volumen y, por tanto, el número de moles de gas. Si la presión aumenta por la adición de un gas inerte, el equilibrio no se modifica, ya que las presiones parciales de los reactivos y productos no cambian.

Efecto de la Concentración

Si aumenta la concentración de alguno de los reactivos, el equilibrio se desplaza hacia la derecha, favoreciendo la formación de productos. Un aumento en la concentración de productos hará que el equilibrio se desplace hacia la izquierda, favoreciendo la descomposición de productos (o la formación de reactivos).