Propiedades de la tabla periodica

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Objetivo

Exploraremos la forma en que las propiedades de los elementos cambian conforme nos movemos hacia la derecha en un periodo o hacia debajo de una familia de la tabla periódica

Introducción

En 1869, Dmitri Mendeleiev en Rusia, y Lotar Meyer en Alemania, publicaron esquemas de clasificación casi idénticos. Las tablas de los elementos propuestas por Mendeleiev y Meyer fueron lasprecursoras de la moderna tabla periódica.

Moseley identificó correctamente el número atómico como el número de protones en el núcleo del átomo así como el número de electrones que hay en él. Los estudios de Moseley también permitieron identificar “huecos” en la tabla periódica que dieron pie al descubrimiento de nuevos elementos.

Muchas propiedades de los átomos dependen tanto de la atracciónneta entre el núcleo y los electrones exteriores (debido a la carga nuclear efectiva) como de la distancia media entre esos electrones y el núcleo.

Carga nuclear efectiva

La ley de la atracción de Coulomb indica que la fuerza de la interacción entre dos cargas eléctricas depende de la magnitud de las cargas y de la distancia entre ellas. Por lo tanto la fuerza de atracción entre un electróny el núcleo depende de la magnitud de la carga nuclear neta que actúa sobre el electrón y de la distancia media entre el núcleo y el electrón.

En un átomo con muchos electrones, cada electrón es simultáneamente atraído hacia el núcleo y repelido por los otros electrones. En general, hay tantas repulsiones electrón – electrón que es imposible analizar la situación con exactitud. Lo que sí esposible, es estimar la energía de cada electrón considerando su interacción con el entorno promedio creado por el núcleo y los demás electrones del átomo. Así trataremos a cada electrón individualmente, como si se estuviera moviendo en el campo eléctrico creado por el núcleo y la densidad electrónica circundante de los otros electrones. Este campo equivale al generado por una carga situada en elnúcleo, llamada carga nuclear efectiva.

El valor de la carga nuclear efectiva depende de los valores de los números cuánticos n y l del electrón de interés, debido a que los electrones poseen distintas funciones de distribución radial en las diferentes capas y subcapas. La reducción de la carga nuclear real, Z, a la carga nuclear efectiva, Zef, se denomina apantallamiento.

Aunque los valores dela tabla de carga nuclear efectiva son los que se emplean de forma sistemática, el conocimiento de las Reglas empíricas para desarrollar la carga nuclear efectiva permite racionalizar gran parte de las propiedades periódicas que se estudiaran a continuación

Constante de apantallamiento

La carga nuclear efectiva (Zef) que actúa sobre un electrón es igual al número de protones del núcleo (Z)menos el promedio de electrones (σ) que hay entre el núcleo y el electrón en cuestión:

Zef = Z – σ

**Dado que σ es un promedio no tiene que ser entero.

La carga nuclear efectiva experimentada por los electrones exteriores depende primordialmente de la diferencia entre la carga del núcleo y la carga de los electrones internos.

Cuanto más próximo esté el electrón al núcleo más aproximadoserá el valor de la carga nuclear efectiva al valor de la carga nuclear real, Z, porque el electrón sufre una menor repulsión de los otros electrones que constituyen el átomo. La carga nuclear efectiva aumenta un poco al bajar por una familia porque las nubes de electrones internas no pueden escudar tan bien de la carga nuclear a los electrones exteriores.

Volumen atómico

La variaciónperiódica del tamaño de los átomos fue observada primero por Lothar Meyer en 1870. Meyer computó los dividiendo el peso atómico de un elemento entre su densidad. midiéndose normalmente en centímetros cúbicos por mol (c.c./mol) ó (cm3/mol)

Va=m/d

En elementos gaseosos, se toma la densidad del líquido en su punto de ebullición. En sólidos con estructuras moleculares alotrópicas (azufre, carbono),...
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