Conceptos Fundamentales de Química: Propiedades Periódicas, Enlaces y Reacciones

Propiedades Periódicas y Conceptos Atómicos Fundamentales

1. Radio Atómico

• Definición: Distancia del núcleo al electrón más externo.
• Tendencia: Aumenta de arriba hacia abajo y disminuye de izquierda a derecha.

2. Radio Iónico

• Definición: Radio de un ion.
• Cationes: Son más pequeños que el átomo neutro correspondiente.
• Aniones: Son más grandes que el átomo neutro correspondiente.

3. Electronegatividad

• Definición: Capacidad de un átomo para atraer electrones en un enlace químico.
• Tendencia: Aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.
• Elemento más electronegativo: Flúor.

4. Afinidad Electrónica

Definición: Energía liberada cuando un átomo neutro (en estado gaseoso) gana un electrón.

5. Energía de Ionización

• Definición: Energía necesaria para quitar un electrón a un átomo neutro (en estado gaseoso).
• Tendencia: Aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.

6. Electrones de Valencia

• Definición: Electrones en el último nivel de energía.
• Importancia: Determinan la reactividad química del átomo.

7. Valencia

Definición: Capacidad de un átomo para formar enlaces químicos.

Estructura Atómica y Principios Cuánticos

8. Regla del Octeto

Definición: Los átomos tienden a ganar, perder o compartir electrones para tener ocho (8) electrones en su capa externa, alcanzando una configuración estable.

9. Orbital

Definición: Región del espacio donde existe una alta probabilidad de encontrar electrones.

10. Órbita

Definición: Trayectoria fija y definida que seguían los electrones (concepto del modelo antiguo de Bohr).

11. Bloques en la Tabla Periódica

La tabla periódica se divide en bloques según el subnivel que se está llenando:

• Bloque s: Grupos 1 y 2.
• Bloque p: Grupos 13 al 18.
• Bloque d: Grupos 3 al 12 (Metales de Transición).

12. Configuración Electrónica

Definición: Representación de la distribución de electrones en los orbitales atómicos.

Ejemplo: 1s² 2s² 2p⁶...

13. Principio de Exclusión de Pauli

Establece que ningún electrón en un mismo átomo puede tener los cuatro números cuánticos iguales.

14. Principio de Aufbau (Diagrama de Moeller)

Los electrones llenan primero los orbitales de menor energía disponible.

15. Regla de Hund

En un subnivel degenerado (con varios orbitales de igual energía), los electrones se distribuyen en orbitales vacíos antes de aparearse (maximizando el espín total).

Clasificación de Elementos y Nomenclatura

Ubicaciones Clave en la Tabla Periódica

• Metales Alcalinos: Grupo 1 (excepto el Hidrógeno, H).
• Metales Alcalinotérreos: Grupo 2.
• Metales de Transición: Grupos 3 al 12 (bloque d).

Tendencia del Carácter Metálico

El carácter metálico aumenta de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo en la tabla periódica.

Nomenclatura IUPAC para Óxidos Metálicos

Se utilizan prefijos para indicar la cantidad de átomos de oxígeno:

• mono (1)
• di (2)
• tri (3)
• tetra (4)
• penta (5)

Enlaces Químicos y Propiedades de la Materia

Tipos de Enlaces Químicos

Iónico

Entre un metal y un no metal. Implica la transferencia de electrones.

Covalente Polar

Compartición desigual de electrones debido a la diferencia de electronegatividad.

Covalente No Polar

Compartición equitativa de electrones.

Metálico

Entre metales. Caracterizado por una nube de electrones libres deslocalizados.

Propiedades Físicas de los Metales

• Conductividad: Alta conductividad eléctrica y térmica.
• Maleabilidad: Capacidad de ser moldeado o laminado sin romperse.
• Ductilidad: Capacidad de ser estirado para formar hilos o alambres.
• Tenacidad: Resistencia a romperse o fracturarse.

Reacciones Químicas y Habilidades Prácticas

Tipos Fundamentales de Reacciones Químicas

• Desplazamiento Simple: A + BC → AC + B
• Desplazamiento Doble: AB + CD → AD + CB
• Neutralización: Ácido + Base → Sal + Agua
• Redox (Oxidación-Reducción): Implica el intercambio de electrones (cambio en el número de oxidación).
• Descomposición: AB → A + B (Una sustancia se divide en dos o más).
• Síntesis (Combinación): A + B → AB (Dos o más sustancias forman una sola).

Habilidades Prácticas Esenciales

Configuración Electrónica

Se recomienda usar el Diagrama de Moeller (o de las diagonales) para determinar el orden de llenado de los orbitales.

Determinación del Tipo de Enlace según Electronegatividad (Δ)

La diferencia de electronegatividad (Δ) permite clasificar el enlace:

• Δ > 1.7 → Enlace Iónico
• 0.4 < Δ < 1.7 → Enlace Covalente Polar
• Δ ≤ 0.4 → Enlace Covalente No Polar

Cálculo del Número de Oxidación

La suma algebraica de las cargas (números de oxidación) de todos los átomos en un compuesto debe ser igual a su carga total (cero para compuestos neutros).