Relaciones periódicas entre los elementos

Transcripción

1 Relaciones periódicas entre los elementos Capítulo 8 Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

2 Cuándo se descubrieron los elementos 8.1

3 8.2 ns 1 ns 2 d 1 d 5 d 10 ns 2 np 1 ns 2 np 2 ns 2 np 3 ns 2 np 4 ns 2 np 5 ns 2 np 6 4f 5f Configuración electrónica de los elementos en su estado natural

4 Clasificación de los elementos 8.2

5 Configuraciones electrónicas de cationes y aniones de elementos representativos Na [Ne]3s 1 Ca [Ar]4s 2 Al [Ne]3s 2 3p 1 Na + [Ne] Ca 2+ [Ar] Al 3+ [Ne] Los átomos ceden electrones de modo que los cationes adquieren la configuración electrónica de un gas noble. Los átomos aceptan electrones de modo que los aniones adquieren la configuración electrónica de un gas noble. H 1s 1 F 1s 2 2s 2 2p 5 O 1s 2 2s 2 2p 4 N 1s 2 2s 2 2p 3 H - 1s 2 or [He] F - 1s 2 2s 2 2p 6 or [Ne] O 2-1s 2 2s 2 2p 6 or [Ne] N 3-1s 2 2s 2 2p 6 or [Ne] 8.2

6 Aniones y cationes de los elementos representativos

7 Na + : [Ne] Al 3+ : [Ne] F - : 1s 2 2s 2 2p 6 or [Ne] O 2- : 1s 2 2s 2 2p 6 or [Ne] N 3- : 1s 2 2s 2 2p 6 or [Ne] Na +, Al 3+, F -, O 2-, y N 3- son todos isoelectrónicos con Ne Qué átomo neutro es isoelectrónico con H -? H - : 1s 2 La misma configuración electrónica que el He. 8.2

8 Configuración electrónica de cationes de metales de transición Cuando un átomo metálico se transforma en un catión los electrones primeramente son retirados del orbital ns y después de los orbitales (n 1)d. Fe: [Ar]4s 2 3d 6 Fe 2+ : [Ar]4s 0 3d 6 or [Ar]3d 6 Mn: [Ar]4s 2 3d 5 Mn 2+ : [Ar]4s 0 3d 5 or [Ar]3d 5 Fe 3+ : [Ar]4s 0 3d 5 or [Ar]3d 5 8.2

9 Carga nuclear efectiva (Z efectiva ) es la carga positiva que siente un electrón. Z efectiva = Z - σ 0 < σ < Z (σ = constante de shielding) Z efectiva Z número de electrones internos o de base Z Base Z efectiva Radio (pm) Na Mg Al Si

10 Carga nuclear efectiva (Z efectiva ) incrementando Z efectiva incrementando Z efectiva 8.3

11 Radio atómico 8.3

12 incrementando el radio atómico 8.3 incrementando el radio atómico

13 Radios atómicos 8.3

14 Comparación de radios atómicos con radios iónicos 8.3

15 El catión siempre es más pequeño que el átomo a partir del cual se formó. El anión siempre es más grande que el átomo a partir del cual se formó. 8.3

16 Radios de iones (en pm) de elementos familiares 8.3

17 La química en acción: El 3 er elemento líquido? 113 elementos, 2 son líquidos a 25 C Br 2 y Hg 223 Fr, t 1/2 = 21 minutos Líquido?

18 La energía de ionización es la energía mínima (kj/mol) requerida para remover un electrón de un átomo gaseoso en su estado natural. I 1 + X (g) X + (g) + e- I 2 + X + (g) X 2+ (g) + e- I 3 + X 2+ (g) X 3+ (g) + e- I 1 primera energía de ionización I 2 segunda energía de ionización I 3 tercera energía de ionización I 1 < I 2 < I 3 8.4

19 Energías de ionización de los primeros 20 elementos 8.4

20 Variación de la primera energía de ionización con número atómico Lleno n=1 Lleno n=2 Lleno n=3 Lleno n=4 Lleno n=5 8.4

21 Al incrementar la primera energía de ionización Tendencia general en la primera energía de ionización Al incrementar la primera energía de ionización 8.4

22 Afinidad electrónica es el cambio de energía que ocurre cuando un electrón es aceptado por un átomo en estado gaseoso para formar un anión. X (g) + e - X - (g) F (g) + e - X - (g) ΔH = -328 kj/mol EA = +328 kj/mol O (g) + e - O - (g) ΔH = -141 kj/mol EA = +141 kj/mol 8.5

23 Afinidades electrónicas (kj/mol) de algunos elementos representativos y de los gases nobles 8.5

24 Variación de la afinidad electrónica con el número atómico (H Ba) 8.5

25 Relaciones diagonales en la Tabla Periódica 8.6

26 Elementos del Grupo 1A (ns 1, n 2) M M e - 2M (s) + 2H 2 O (l) 4M (s) + O 2(g) 2MOH (aq) + H 2(g) 2M 2 O (s) Incremento de la reactividad 8.6

27 Elementos del Grupo 1A (ns 1, n 2) 8.6

28 Elementos del Grupo 2A (ns 2, n 2) M M e - Be (s) + 2H 2 O (l) Mg (s) + 2H 2 O (g) No hay reacción Mg(OH) 2(ac) + H 2(g) M (s) + 2H 2 O (l) M(OH) 2(ac) + H 2(g) M = Ca, Sr, or Ba Incremento de la reactividad 8.6

29 Elementos del Grupo 2A (ns 2, n 2) 8.6

30 Elementos del Grupo 3A (ns 2 np 1, n 2) 4Al (s) + 3O 2(g) 2Al (s) + 6H + (ac) 2Al 2 O 3(s) 2Al 3+ (ac) + 3H 2(g) 8.6

31 Elementos del Grupo 3A (ns 2 np 1, n 2) 8.6

32 Elementos del Grupo 4A (ns 2 np 2, n 2) Sn (s) + 2H + (ac) Pb (s) + 2H + (ac) Sn 2+ (ac) + H 2(g) Pb 2+ (ac) + H 2(g) 8.6

33 Elementos del Grupo 4A (ns 2 np 2, n 2) 8.6

34 Elementos del Grupo 5A (ns 2 np 3, n 2) N 2 O 5(s) + H 2 O (l) 2HNO 3(ac) P 4 O 10(s) + 6H 2 O (l) 4H 3 PO 4(ac) 8.6

35 Elementos del Grupo 5A (ns 2 np 3, n 2) 8.6

36 Elementos del Grupo 6A (ns 2 np 4, n 2) SO 3(g) + H 2 O (l) H 2 SO 4(ac) 8.6

37 Elementos del Grupo 6A (ns 2 np 4, n 2) 8.6

38 Elementos del Grupo 7A (ns 2 np 5, n 2) X + 1e - X -1 X 2(g) + H 2(g) 2HX (g) Increasing reactivity 8.6

39 Elementos del Grupo 7A (ns 2 np 5, n 2) 8.6

40 Elementos del Grupo 8A (ns 2 np 6, n 2) Niveles ns y subniveles np completamente llenos. Energías de ionización más altas que todos los elementos. No tienden a aceptar electrones extras. 8.6

41 Propiedades de los óxidos a través de un período básicos ácidos Algunas propiedades de los óxidos del tercer período 8.6

42 La química en acción: El descubrimiento de los gases nobles Sir William Ramsay