LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS

Son propiedades que presentan los átomos de un elemento y que varían en la Tabla Periódica siguiendo la periodicidad de los grupos y periodos de ésta. Por la posición de un elemento podemos predecir qué valores tendrán  dichas propiedades así como a través de ellas, el comportamiento químico del elemeneto en cuestión. Tal y como hemos dicho, vamos a encontrar una periodicidad de esas propiedades en la tabla. Esto supone por ejemplo, que la variación de una de ellas en los grupos o periodos  va a responder a una regla general. El conocer estas reglas de variación nos va a permitir conocer el comportamiento, desde un punto de vista químico, de un  elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera de sus propiedades periódicas.

Propiedades más importantes

Hay un gran número de propiedades periódicas. Entre las más importantes destacaríamos:

- Estructura electrónica- Radio atómico
- Volumen atómico   
- Potencial de ionización- Afinidad electrónica
- Electronegatividad:
- Carácter metálico
- Valencia iónica- Valencia covalente
- Radio iónico 
- Radio covalente

Y también las siguientes propiedades físicas tienen una variación periódica:

- Densidad
- Calor específico
- Punto de ebullición
- Punto de fusión 

Radio atómico

 Se define el radio atómico como la distancia más probable del electrón más externo al núcleo.  Obsérvese que decimos distancia más probable, ya que según la mecánica cuántica, el electrón no se encuentra confinado en una órbita o trayectoria cerrada y solamente podemos hablar en términos de probabilidad de encontrar al electrón en un punto dado del espacio. 

Conceptos próximos al de radio atómico son el de radio iónico  y el de radio covalente  que serían  básicamente el mismo concepto indicado, salvo que se refiera a cuando el átomo está en forma de ión, en el primer caso, o formando una molécula diatómica con otro átomo igual en el segundo. Estas dos propiedades quedan fuera del alcance de nuestro propósito y por ello no hablaremos más.

De los datos experimentales que se conocen, se infiere que el radio atómico disminuye a lo largo de un periodo y por el contrario aumenta al descender en un grupo de la Tabla Periódica. Parece que esto es un contrasentido pues es de esperar que al aumentar Z, el átomo al poseer más electrones aumente de tamaño y que por tanto a mayor Z, mayor radio.

Veamos primeramente la variación en un periodo. Cojamos para aclarar el segundo periodo que empieza con el Li=1s²2s¹ y que acaba con el Ne=1s²2s²2p⁶. Si nos fijamos, los siete electrones de diferencia que hay entre uno y otro, se han ido incluyendo en orbitales s o p con el mismo número cuántico principal (n=2), estos nuevos electrones son poco apantallantes y repelen poco al electrón más externo, mientras que el núcleo, de uno a otro elemento, ha aumentado en 8 protones. En el balance, la atracción nuclear supera a la repulsión electrónica por eso el radio disminuye. 

Volumen atómico

El volumen atómico se define como la masa molecular dividida por la densidad y se suele expresar en cm³/mol. Es fácil:

V=M/d  (g/mol : g/cm³= cm³/mol)

En el caso de sustancias gaseosas se toma la densidad y el punto de ebullición ya que la densidad de un gas cambia mucho con la temperatura. En realidad, el volumen atómico representa el volumen de un mol de átomos del mismo elemento. La variación en la Tabla Periódica es similar a la del radio atómico, y las razones son las mismas que para el caso del radio atómico, por ello no nos extenderemos más.

Electroafinidad (afinidad electrónica)

La electroafinidad o afinidad electrónica se define como la energía desprendida en el proceso mediante el cual un átomo captura un electrón, convirtiéndose en un ión negativo (anión).  Podríamos representar el proceso mediante la ecuación:

A + e^- = A^- + Ea

siendo Ea la electroafinidad. El proceso es justamente el contrario al que vimos en  el caso del potencial de ionización. Este último era un proceso endoérgico (consume energía), por el contarrio el proceso que nos ocupa sería exoérgico (desprende energía) y por tanto, según el principio de mínima energía, cuanto mayor sea la energía desprendida, más estable será el producto (ión) formado. En defnitiva, a mayor electroafinidad, mayor tendencia a formar iones negativos

Electronegatividad

La electronegatividad se define como una propiedad que nos mide la atracción que ejerce un átomo sobre los electrones del enlace. Es por tanto, una propiedad que no se refiere al átomo aislado, sino al átomo enlazado y más concretamente, cuando está enlazado de manera covalente (compartiendo electrones con otro).  Es claro que aquellos átomos que tienen tendencia a capturar electrones (electroafinidades altas) y  poca tendencia a formar iones positivos (potenciales de ionización altos) serán más electronegativos. Por eso, en 1930, Mulliken estableció una fórmula para calcular la electronegatividad relacionada con los valores de la electroafinidad y del potencial de ionización. La fórmula es:

En=(PI+Ea)/2

Sin embargo el hecho de que no se conozcan experimentalmente el valor de las electroafinidades de muchos átomos hace que esta fórmula sea poco práctica, por ello, el científico americano Linus Pauling (ganador de dos Nobel, uno de ellos Nobel de la Paz) propuso una escala basada en consideraciones teóricas que se escapan de los objetivos de este capítulo. La escala va de 0 a 4, el valor 4 representaría el máximo (el flúor según esta escala es 3,98) y el 0 sería el mínimo (gases nobles como el helio).

Bibliografia

Las propiedades periódicas 2010, (2010,06) Contenidos Educare. Fecha de consulta 7:41, octubre 16 2013. De http://contenidos.educarex.es/mci/2010/06/propiedades.html