Principios Esenciales de la Química Atómica y Elementos

Estructura Atómica: Conceptos Fundamentales y Propiedades Periódicas

1. El Átomo y sus Componentes

El átomo es la menor partícula con características propias y diferentes de otras.

2. Clasificación de los Elementos

Los elementos químicos se clasifican en diversas categorías según sus propiedades:

• Metales

  Poseen brillo metálico. Son buenos conductores de calor y electricidad. Son dúctiles y maleables. Tienden a formar cationes y son mayormente sólidos. Poseen pocos electrones (4 o menos) en su última capa.

• No Metales

  Carecen de brillo. No son buenos conductores de calor ni electricidad. No son dúctiles ni maleables. Tienden a formar aniones. Son mayormente sólidos o gases. Ejemplos: azufre, hidrógeno, fósforo, nitrógeno, oxígeno.

• Semimetales

  Presentan propiedades intermedias entre metales y no metales. Ejemplos: boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, telurio, polonio.

• Gases Nobles

  Se caracterizan por ser no reactivos debido a su configuración electrónica estable.

3. Organización de la Tabla Periódica

La tabla periódica organiza los elementos basándose en su estructura atómica y propiedades.

• Bloques de Elementos

  • Bloques S y P (Costados): Corresponden a los elementos representativos. Poseen solo el último nivel de energía incompleto (excepto los gases nobles).
  • Bloque D (Centro): Contiene los elementos de transición. Poseen el penúltimo nivel de energía incompleto.
  • Bloque F (Abajo): Incluye los elementos de transición interna. Poseen el antepenúltimo nivel de energía incompleto.

• Grupos y Periodos

  • Grupo

    Cada una de las columnas (18) que posee la tabla periódica. Los elementos de un mismo grupo tienen cantidades crecientes de niveles de energía, pero con la misma cantidad de electrones en la última capa. Esto les confiere ciertas propiedades químicas similares.

  • Periodo

    Las hileras horizontales (7 u 8) de la tabla periódica. Los elementos en un mismo periodo poseen la misma cantidad de niveles de energía, pero diferente cantidad de electrones en la última capa, por lo que no presentan propiedades similares significativas.

4. Propiedades Periódicas

Son aquellas propiedades de los elementos que varían proporcionalmente dentro de un periodo o en un grupo.

• Radio Atómico

  Es la distancia promedio entre el núcleo atómico y el último nivel de energía de un átomo.

  • En un grupo: aumenta de arriba hacia abajo.
  • En un periodo: aumenta de derecha a izquierda.

• Potencial de Ionización

  Es la energía necesaria para quitarle un electrón a un átomo en estado gaseoso.

• Electronegatividad

  Es la fuerza con la que el núcleo atrae electrones en un enlace químico.

5. Configuración Electrónica y Principios Cuánticos

La configuración electrónica muestra el orden en que los electrones se distribuyen alrededor del núcleo atómico. Esto se describe mediante la ecuación de onda de Schrödinger.

La distribución de los electrones describe niveles principales de energía y subniveles.

Nivel → Subniveles → Orbitales → Electrones

Principios Fundamentales de la Configuración Electrónica:

• Principio de Exclusión de Pauli

  En cada orbital puede haber un máximo de dos electrones, y deben tener espines opuestos.

• Principio de Energía Mínima (Aufbau)

  Los electrones en la periferia del átomo se ubicarán de manera tal de estar en el lugar de menos energía disponible, ya que esto les confiere gran estabilidad.

• Principio de Incertidumbre de Heisenberg

  Es imposible determinar simultáneamente la posición y la velocidad de un electrón.