Estructura Atómica y Enlace Químico

Introducción

La estructura atómica y el enlace químico son conceptos fundamentales en química que explican las propiedades de la materia. En este documento, exploraremos los principales aspectos relacionados con la estructura atómica, incluyendo el radio atómico, la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad. Además, analizaremos los diferentes tipos de enlaces químicos, como el enlace iónico, el enlace covalente y el enlace metálico, y sus propiedades.

Radio Atómico

El radio atómico se define como la distancia entre el núcleo de un átomo y su electrón más externo. Se puede determinar experimentalmente mediante diferentes métodos, como la difracción de rayos X. El radio atómico varía según la posición del elemento en la tabla periódica.

Factores que Influyen en el Radio Atómico

• Carga Nuclear: Al aumentar la carga nuclear, la atracción entre el núcleo y los electrones aumenta, lo que disminuye el radio atómico.
• Efecto Pantalla: Los electrones internos de un átomo ejercen un efecto pantalla sobre los electrones externos, reduciendo la atracción del núcleo. A mayor efecto pantalla, mayor radio atómico.
• Número de Capas de Electrones: Al aumentar el número de capas de electrones, la distancia entre el núcleo y los electrones externos aumenta, lo que incrementa el radio atómico.

Tendencias en el Radio Atómico

• En un grupo: El radio atómico aumenta al bajar en un grupo, debido al aumento del número de capas de electrones.
• En un periodo: El radio atómico disminuye al desplazarse hacia la derecha en un periodo, debido al aumento de la carga nuclear y la disminución del efecto pantalla.

Energía de Ionización

La energía de ionización (EI) es la energía mínima que se necesita para eliminar un electrón de la capa de valencia de un átomo neutro, gaseoso y en su estado fundamental, formando un ion monopositivo gaseoso.

Factores que Influyen en la Energía de Ionización

• Carga Nuclear: Al aumentar la carga nuclear, la atracción entre el núcleo y los electrones aumenta, lo que incrementa la energía de ionización.
• Efecto Pantalla: Los electrones internos de un átomo ejercen un efecto pantalla sobre los electrones externos, reduciendo la atracción del núcleo. A mayor efecto pantalla, menor energía de ionización.
• Número de Capas de Electrones: Al aumentar el número de capas de electrones, la distancia entre el núcleo y los electrones externos aumenta, lo que disminuye la energía de ionización.

Tendencias en la Energía de Ionización

• En un grupo: La energía de ionización disminuye al bajar en un grupo, debido al aumento del número de capas de electrones y la disminución de la atracción del núcleo.
• En un periodo: La energía de ionización aumenta al desplazarse hacia la derecha en un periodo, debido al aumento de la carga nuclear y la disminución del efecto pantalla.

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica (AE) es la energía liberada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental captura un electrón, formando un ion negativo gaseoso.

Factores que Influyen en la Afinidad Electrónica

• Carga Nuclear: Al aumentar la carga nuclear, la atracción entre el núcleo y los electrones aumenta, lo que incrementa la afinidad electrónica.
• Efecto Pantalla: Los electrones internos de un átomo ejercen un efecto pantalla sobre los electrones externos, reduciendo la atracción del núcleo. A mayor efecto pantalla, menor afinidad electrónica.
• Número de Capas de Electrones: Al aumentar el número de capas de electrones, la distancia entre el núcleo y los electrones externos aumenta, lo que disminuye la afinidad electrónica.

Tendencias en la Afinidad Electrónica

• En un grupo: La afinidad electrónica disminuye al bajar en un grupo, debido al aumento del número de capas de electrones y la disminución de la atracción del núcleo.
• En un periodo: La afinidad electrónica aumenta al desplazarse hacia la derecha en un periodo, debido al aumento de la carga nuclear y la disminución del efecto pantalla.

Electronegatividad

La electronegatividad (EN) es la tendencia de un átomo a atraer hacia sí los electrones que comparte con otro átomo en un enlace químico. No se puede medir experimentalmente, pero se puede estimar a partir de la energía de ionización y la afinidad electrónica.

Tendencias en la Electronegatividad

• En un grupo: La electronegatividad disminuye al bajar en un grupo, debido a la disminución de la atracción del núcleo.
• En un periodo: La electronegatividad aumenta al desplazarse hacia la derecha en un periodo, debido al aumento de la atracción del núcleo.

Enlace Químico

Un enlace químico es la fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos en una molécula o compuesto. Los enlaces químicos se forman debido a la interacción entre los electrones de valencia de los átomos.

Tipos de Enlace Químico

• Enlace Iónico: Se forma entre átomos con una gran diferencia de electronegatividad, donde un átomo cede electrones al otro, formando iones con cargas opuestas que se atraen electrostáticamente.
• Enlace Covalente: Se forma entre átomos con electronegatividades similares, donde los átomos comparten uno o más pares de electrones.
• Enlace Metálico: Se forma entre átomos metálicos, donde los electrones de valencia se deslocalizan formando una nube electrónica que se extiende por todo el metal.

Propiedades de los Compuestos Iónicos

• Sólidos a temperatura ambiente: Debido a la fuerte atracción electrostática entre los iones.
• Elevados puntos de fusión y ebullición: Se requiere mucha energía para romper la red iónica.
• Solubles en disolventes polares: Los iones se rodean de moléculas polares, debilitando la atracción entre ellos.
• Conductores de electricidad en estado disuelto o fundido: Los iones pueden moverse libremente, permitiendo el flujo de corriente eléctrica.

Propiedades de los Compuestos Covalentes

• Puntos de fusión y ebullición bajos: Las fuerzas intermoleculares son débiles, por lo que se requiere poca energía para separar las moléculas.
• Solubles en disolventes de igual polaridad: Las moléculas polares se disuelven en disolventes polares, y las moléculas apolares se disuelven en disolventes apolares.
• No conductores de electricidad en ningún estado: Los electrones están localizados en los enlaces covalentes, por lo que no hay electrones libres para transportar la corriente eléctrica.
• Blandos o elásticos: Las fuerzas intermoleculares son débiles, por lo que las moléculas se pueden deformar fácilmente.

Propiedades de los Metales

• Sólidos a temperatura ambiente: Excepto el mercurio, que es líquido.
• Puntos de fusión menores que los compuestos iónicos: Las fuerzas de atracción entre los átomos metálicos son más débiles que las fuerzas electrostáticas en los compuestos iónicos.
• Alta conductividad térmica y eléctrica: Los electrones deslocalizados pueden moverse libremente, permitiendo el flujo de calor y electricidad.
• Ductiles (hilos) y maleables (planchas): Los átomos metálicos pueden deslizarse unos sobre otros sin romper el enlace metálico.
• Brillo metálico característico: Los electrones deslocalizados absorben y emiten radiación electromagnética, dando lugar al brillo metálico.

Fuerzas Intermoleculares

.en metalic.entre atomos de elementyos  de EN paralela y baja.propiedades de los metales.solidos a tº ambiente,p.f menor k los comp ionicos,alta conductibidad el calor y electricidad devido al movimiento de e-,son ductiles (hilos)y maleables(planchas),brillo metalico caracteristico ya k los e- captan y emiten la rad electromagnetica y absorben casi todos los rayos de luz visible k emiten.fuerzas de van der wals:su magnitud depende de su formula y de l nº de e- de las molec y de su tamaño.1)dipolo-dipolo:entre molec k forman dipolos permanentes.la perte positiva de un dipolo atrae la negativa del otro.29fuerzas dipolo-dipolo inducido.cuando la molec polar distorsiona la nube de otra proxima,creando un dipolo instantaneo 3)fuerzas de london:debidas a dipols instantaneos k se originan moleculas apolares aleatorias.son mas deviles k las anteriores ya k los dipolos instantaneos originan fuerzas atractivas entre las molecs.