Números Cuánticos y Propiedades Atómicas
n: número cuántico principal. Toma valores: 1, 2, 3, 4 … ∞. Está relacionado con el volumen efectivo del orbital y con el nivel energético. Cuanto mayor sea n, mayor volumen tendrá el orbital y mayor energía le corresponde.
l: número cuántico secundario. Toma valores: 0, 1, 2,… n – 1. Está relacionado con la forma de los distintos orbitales y corresponde a los subniveles energéticos del átomo de Bohr-Sommerfeld. Cuanto mayor sea l, más compleja es la forma del orbital.
m: número cuántico magnético. Toma valores de -l…0…l. Está relacionado con la orientación de los orbitales en el espacio. Existen tantas orientaciones como valores de m.
s: número cuántico de espín: aceptado, como demostraron en 1925 Uhlenbeck y Goudsmit, es la posibilidad del espín electrónico. Toma los valores s=-1/2 y s=1/2 para cada valor de m. Está relacionado con el giro del electrón sobre sí mismo.
El valor del radio atómico está relacionado con el tamaño de los átomos. Como la nube electrónica de cualquier átomo no tiene límite definido, el radio de un átomo no tiene valor fijo. Aumenta al descender en un grupo debido a que aumenta el número de capas electrónicas. Disminuye a lo largo de un período a medida que aumenta el número atómico. Aumenta la carga nuclear efectiva y el radio disminuye.
Energía de ionización: es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo en fase gaseosa y en estado fundamental.
Al descender en un grupo disminuye, pues al aumentar el número de capas de electrones aumentan el apantallamiento del núcleo y el radio atómico, de modo que los electrones externos están menos atraídos y son más fáciles de arrancar. Dentro de un mismo periodo, la energía de ionización aumenta hacia la derecha al aumentar el número atómico, pues al aumentar la carga nuclear efectiva los electrones están más atraídos y son más difíciles de arrancar. Los elementos de la izquierda del período tienen tendencia a perder electrones para adquirir la configuración de gas noble y los de la derecha (excepto los gases nobles) tienen tendencia a captar electrones para conseguir la configuración de gas noble, hecho que también explica el aumento de la energía de ionización al avanzar en el período hacia la derecha.
Afinidad electrónica: es la energía que libera un átomo en fase gaseosa y en estado fundamental cuando capta un electrón convirtiéndose en un ión negativo gaseoso. Disminuye al descender en un grupo, pues al aumentar el número de capas de electrones aumentan el apantallamiento del núcleo y el radio atómico, con lo que el núcleo tiene menos tendencia a captar un electrón externo y se desprende menos energía cuando lo capta.
Aumenta hacia la derecha de un mismo período al aumentar el número atómico (excepto en los gases nobles). La razón es que, al avanzar a la derecha en un período aumenta la carga nuclear efectiva, además de estar cerca de adquirir la configuración de gas noble. Así pues, existe más tendencia a captar electrones y mayor desprendimiento de energía cuando esto ocurre.
Electronegatividad: es la tendencia que tiene un átomo, enlazado con otro, a atraer hacia sí los electrones del enlace. Aumenta hacia la derecha en los períodos y hacia arriba en los grupos.
Los metales se caracterizan por ejercer poca atracción sobre los electrones externos de sus átomos, y los no metales se caracterizan por atraer fuertemente los electrones externos de sus átomos. El carácter metálico y el poder reductor aumentan hacia la izquierda y hacia abajo en el sistema periódico, mientras el carácter no metálico y el poder oxidante aumentan hacia la derecha (excepto en los gases nobles) y hacia arriba.
Estructura de Lewis: representación gráfica que muestra los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de e- solitarios que puedan existir.
TRPECV: parte de la idea de que los e- de la capa de valencia de un átomo, agrupados por pares, se sitúan en la forma geométrica en la que se encuentren lo más lejos posible, para que la repulsión entre ellos sea mínima. Polaridad: cuando la electronegatividad de los átomos que se combinan es diferente, el par electrónico compartido estará más cerca del átomo que tenga mayor electronegatividad dando lugar a una distribución asimétrica de carga formándose un enlace covalente polar. Momento dipolar: magnitud vectorial de módulo igual al producto de la carga de uno de los polos por la distancia entre los núcleos, de dirección la línea que une los núcleos y de sentido dirigido hacia la carga -. Enlace sigma: cuando el solapamiento entre orbitales es frontal, la región de densidad electrónica máxima es la que rodea al eje internuclear y el enlace se denomina enlace sigma. Enlace pi: cuando el solapamiento entre orbitales es lateral se forman dos regiones de densidad electrónica elevada y una zona de densidad electrónica elevada y una zona de densidad electrónica nula a lo largo del eje internuclear y el enlace se denomina pi.
Ley de Hess: se basa en el hecho de que la entalpía sea una función de estado, por lo que su variación sólo depende de los estados inicial y final y nunca de las etapas por las que transcurrió la reacción. Entropía: magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular del sistema. Vmedia: variación de la concentración de reactivos o de productos que tiene lugar en ese proceso en un intervalo de tiempo dado. Vinstantánea: variación de la concentración de reactivos o productos en un momento determinado. Orden de la reacción: suma de todos los exponentes a los que aparecen elevadas las concentraciones de los reactivos en la ecuación de velocidad.