Propiedades periódicas: energía de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad y radios atómicos e iónicos

Energía de ionización

Energía de ionización

Figura 4. Aumento del potencial de ionización según periodo y grupo

Afinidad electrónica

La afinidad electrónica es el cambio de energía cuando un átomo acepta un electrón en el estado gaseoso.

Cuanto más negativa sea la afinidad electrónica, mayor será la tendencia del átomo a aceptar (ganar) un electrón. Los elementos que presentan energías más negativas son los halógenos (grupo 7A), debido a que su capacidad para atraer electrones (electronegatividad) es muy alta.

La afinidad electrónica no presenta un aumento o disminución perfectamente ordenada dentro de la tabla periódica; más bien muestra variaciones con algunos patrones. Por ejemplo, los no metales suelen tener afinidades electrónicas más negativas que los metales. En términos generales, la variación de la afinidad electrónica es comparable a la de la energía de ionización.

• Puntos clave:
  • Las afinidades más negativas corresponden a elementos con alta tendencia a aceptar electrones (p. ej., halógenos).
  • La variación en la tabla periódica presenta excepciones y no es completamente regular.

Electronegatividad

Electronegatividad: tendencia que presenta un átomo a atraer electrones cuando forma parte de un compuesto. Si un átomo atrae fuertemente electrones se dice que es altamente electronegativo; por el contrario, si no los atrae con fuerza, se dice que es poco electronegativo. Cuando un átomo pierde fácilmente sus electrones se le denomina electropositivo.

La electronegatividad es crucial para determinar la polaridad de enlaces y moléculas. Por ejemplo, el agua (H2O) es polar debido a la diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno.

En la tabla periódica, la electronegatividad aumenta de izquierda a derecha a lo largo de un periodo y de abajo hacia arriba en un grupo.

Radio atómico

Radio atómico: es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos adyacentes iguales. Numerosas propiedades físicas —incluyendo densidad, punto de fusión y punto de ebullición— están relacionadas con el tamaño de los átomos.

El radio atómico está determinado en gran medida por la fuerza con que el núcleo atrae a los electrones. A mayor carga nuclear efectiva, más fuertemente estarán enlazados los electrones al núcleo y menor será el radio atómico. Dentro de un periodo, el radio atómico disminuye progresivamente debido al aumento de la carga nuclear efectiva. Al descender por un grupo, el radio aumenta debido al incremento del número atómico y de los niveles electrónicos ocupados.

Radio iónico

Radio iónico: corresponde al radio de un catión o de un anión. El radio iónico influye en las propiedades físicas y químicas de los compuestos iónicos; por ejemplo, la estructura tridimensional de un sólido iónico depende del tamaño relativo de sus cationes y aniones.

Cuando un átomo neutro se convierte en ión, su tamaño cambia:

• Si el átomo forma un anión, su tamaño aumenta porque la carga nuclear permanece constante y la repulsión entre electrones adicionales extiende la nube electrónica.
• Si forma un catión, su tamaño disminuye ya que quitar electrones reduce la repulsión electrón–electrón y la nube electrónica se contrae.

El radio iónico guarda relación con la tendencia del radio atómico: a lo largo de un periodo, los radios iónicos muestran variaciones asociadas al número atómico y, en un grupo, los radios iónicos aumentan hacia abajo.