Principios Fundamentales

Principio de Exclusión de Pauli

Plantea que no pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales.

Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

Los electrones que ocupan orbitales con igual valor de ‘l’ pero diferente de ‘m’ tienen que estar máximamente desapareados.

Configuración Electrónica

(n, l, m, s) -> [l= 0…n-1] y [n= -l, +l] ____ s=0, p=1, d=2, f=3.

Radio/Volumen Atómico

(+niveles de energía) Mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos adyacentes en un sólido metálico, o bien, en el caso de sustancias covalentes, a partir de la distancia entre los núcleos de los átomos idénticos de una molécula.

Tendencias del Radio Atómico

1. En un mismo grupo o familia, el radio aumenta hacia abajo. Esto es debido a que, al pasar de un grupo al siguiente, aumenta el número de capas electrónicas.
2. En un mismo periodo, el radio aumenta hacia la izquierda, porque el número de capas es el mismo, pero al desplazarnos hacia la izquierda disminuye el número atómico Z, es decir, el número de cargas positivas del núcleo. Es decir, una menor atracción sobre la envoltura electrónica, con el siguiente aumento del radio atómico.

Radio Iónico

1. El radio de un ion positivo, CATION, es menor que el de su elemento. Al ser menor el número de electrones, la carga nuclear efectiva es mayor, con la consiguiente contracción de la nube electrónica.
2. El radio de un ion negativo, ANION, es mayor que el de su elemento. Al aumentar el número de electrones, se produce una mayor repulsión entre estos, con la consiguiente expansión de la nube electrónica.

Energía de Ionización / Potencial de Ionización

Es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo neutro en estado gaseoso y en su estado fundamental.

Tendencias de la Energía de Ionización

1. Dentro de un grupo: la energía de ionización aumenta hacia arriba. Esto es debido a que al pasar de un elemento al siguiente por encima en ese grupo, consideramos una capa electrónica menos. Ahora, los electrones periféricos estarán más fuertemente atraídos y, por lo tanto, costará más energía arrancarlos.
2. En un mismo periodo, la energía de ionización aumenta hacia la derecha. Ahora, en ese mismo sentido, también va aumentando la carga nuclear (Z), lo que se traduce en una mayor atracción del núcleo sobre el electrón. Por tanto, será necesaria más energía para arrancarlo del átomo.

Afinidad Electrónica

Energía desprendida (a veces absorbida) cuando un átomo neutro en estado gaseoso acepta un electrón para formar un ion negativo.

Mayor estabilidad porque están más cerca de conseguir la configuración de un gas noble.

Electronegatividad

Es la tendencia de un átomo a captar electrones.

En un periodo, la electronegatividad crece hacia la derecha porque aumenta la carga nuclear efectiva (fuerza de atracción del núcleo) y disminuye el radio/volumen atómico, y a medida que bajamos en el periodo, aumenta el radio y por lo tanto disminuye la electronegatividad (ya que la carga nuclear efectiva se mantiene).

Teoría de Enlace de Valencia (TEV)

La TEV trata la formación de un enlace como solapamiento de un orbital de un átomo con un orbital de otro átomo de modo que en el conjunto de los dos orbitales solapados existen dos electrones con sus momentos de spin apareados para cumplir el Principio de Exclusión de Pauli.

Propiedades de los Enlaces

Compuestos Iónicos

• Presentan puntos de fusión y ebullición medios y altos, pero no tanto como los cristales covalentes.
• Son duros, pero no quebradizos (la fragilidad se debe a que un ligero desplazamiento de los planos iónicos provoca repulsiones electrostáticas, con la siguiente fractura de un cristal).
• En estado sólido son aislantes eléctricos y malos conductores del calor, pero, fundidos, conducen la corriente eléctrica.
• Se disuelven en líquidos muy polares, como el agua, pero son insolubles en disolventes apolares. Cuando se disuelven en agua conducen la corriente eléctrica, como cuando están fundidos.

Metales

• Expulsan electrones cuando son calentados o expuestos a luz de alta energía. Excelentes conductores de la electricidad y del calor.
• Dureza media o baja y tienen buenas propiedades mecánicas. Son dúctiles y maleables, todo lo contrario a los sólidos iónicos.
• Puntos de fusión variables, pero suelen ser altos.
• No se disuelven.

Sustancias Covalentes

• Sólidos a temperatura ambiente con puntos de fusión elevados.
• Formados por moléculas aisladas.
• Puntos de ebullición y de fusión altos.
• Solubles en disolventes orgánicos/si son polares solubles en agua.
• Malos conductores –> O, F, H₂O, y ácido clorhídrico.

Diamante y Grafito

• Puntos de ebullición y fusión altos.
• Sólidos.
• Insolubles en todo tipo de disolvente.
• Malos conductores.

TRPEV (Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia)

Los pares de electrones alrededor de un átomo se repelen entre sí, por ello, los orbitales que contienen estos pares de electrones se orientan de forma que quedan lo más alejados que puedan unos de otros.