Explorando las Propiedades Periódicas y los Enlaces Químicos: Radio, Energía, Electronegatividad y Más

Propiedades Periódicas de los Elementos

Radio Atómico

El radio atómico se define como la distancia internuclear mínima que presenta una molécula diatómica en estado sólido. Dentro de la tabla periódica, el radio atómico varía de la siguiente manera:

• Mismo Periodo: Al aumentar el número atómico, aumenta la carga nuclear efectiva, lo que provoca una mayor atracción sobre los electrones y, por lo tanto, una disminución del radio atómico.
• Mismo Grupo: La carga nuclear efectiva no varía significativamente, pero aumenta el número de niveles de energía (capas de llenado), lo que resulta en un aumento del radio atómico.
• Grupo y Periodo Distintos: Se debe considerar el efecto combinado del número de capas y la carga nuclear efectiva. Generalmente, el aumento en el número de capas tiene un efecto más pronunciado.

Radio Iónico

El radio iónico se refiere al radio de un catión o un anión.

• Cationes (+): Al perder electrones, disminuye el apantallamiento y aumenta la carga nuclear efectiva, lo que conduce a un menor radio en comparación con el átomo neutro.
• Aniones (-): Al ganar electrones, aumenta el apantallamiento y disminuye la carga nuclear efectiva, lo que resulta en un mayor radio en comparación con el átomo neutro.

Energía de Ionización (EI)

La energía de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo neutro en estado gaseoso. Los elementos con mayor potencial de ionización tienden a formar aniones, y los de menor, cationes.

• Periodo: A mayor carga nuclear efectiva (y menor radio), los electrones están más atraídos por el núcleo, lo que requiere una mayor energía de ionización.
• Grupo: Con la misma carga nuclear efectiva, pero mayor radio, los electrones están menos atraídos por el núcleo, lo que implica una menor energía de ionización.

Afinidad Electrónica (AE)

La afinidad electrónica es la variación de energía que experimenta un átomo neutro en estado gaseoso cuando gana un electrón y se convierte en un anión.

Electronegatividad (EN)

La electronegatividad es la tendencia de un átomo a atraer hacia sí los electrones compartidos en un enlace químico con otro elemento.

Tipos de Enlaces Químicos

Enlace Iónico

Se forma entre un metal y un no metal. El no metal se convierte en un anión (ión negativo) y el metal en un catión (ión positivo). La red cristalina resultante es tridimensional y neutra, con una alternancia de cationes y aniones.

Enlace Covalente

En este tipo de enlace, los átomos comparten pares de electrones para alcanzar la configuración electrónica de gas noble (regla del octeto).

Enlace Metálico

Los átomos ceden sus electrones de valencia y se convierten en cationes que forman una red cristalina. Los electrones de valencia forman una "nube" o "mar" de electrones deslocalizados que mantiene unidos a los cationes.

Ciclos y Teorías

Ciclo de Born-Haber

(Breve descripción si se desea ampliar)

Ecuación de Born-Landé

(Breve descripción si se desea ampliar)

Propiedades de los Compuestos Iónicos

• Punto de Fusión y Dureza: Generalmente elevados. A mayor energía reticular (Ur, en valor absoluto), mayor punto de fusión y dureza.
• Solubilidad: Tienden a ser solubles en disolventes polares. La solubilidad aumenta a menor energía reticular (Ur, en valor absoluto).

Teoría de Bandas

La teoría de bandas explica la conductividad eléctrica en los sólidos, especialmente en metales y semiconductores. Se basa en la formación de orbitales moleculares a partir de la combinación de orbitales atómicos. Estos orbitales moleculares se agrupan en bandas de energía.

Tipos de Bandas

• Bandas Ocupadas: Completamente llenas de electrones.
• Banda de Valencia: Contiene los electrones de valencia.
• Banda de Conducción: Vacía o parcialmente vacía; facilita la conducción eléctrica.

Conductividad Eléctrica:

• Metales: Las bandas de valencia y conducción se superponen, permitiendo que los electrones se muevan libremente y conduzcan la electricidad.
• Semiconductores: Existe una pequeña brecha de energía (band gap) entre la banda de valencia y la de conducción. La conducción es posible, pero menor que en los metales, y puede aumentar con la temperatura o la presencia de impurezas.