Propiedades de la tabla periódica II (potencial de ionización)

Propiedades de la tabla periódica (II)

Potencial de ionización

El potencial de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón de la capa de valencia de un átomo, de manera que el átomo se convierte en un ión positivo o catión.

Existen diferentes potenciales de ionización, según la cantidad de electrones que se quieran arrancar. Es decir, el primer potencial de ionización es el requerido para arrancar un electrón, el segundo es la energía para arrancar un segundo electrón y así sucesivamente.

Los factores que influyen en el potencial de ionización son el tamaño del átomo y cuantos electrones le son necesarios al átomo para cumplir la regla del octeto.

El tamaño del átomo influye en la capacidad de atracción electrostática por parte del núcleo sobre los electrones. A menor tamaño del átomo, más cerca están los electrones del núcleo y por tanto mayor atracción, lo que se traduce en potenciales de ionización elevados, ya que es necesario vencer la energía electrostática.

De esta manera el potencial de ionización aumenta hacia la derecha y hacia arriba. De hecho, esta propiedad puede entenderse como la contraria a la electronegatividad y por tanto, el elemento más electronegativo es el que más potencial de ionización necesita. Es decir, la energía de ionización disminuye a medida que se baja en un grupo.

En el gráfico anterior se marca la tendencia del potencial de ionización.

Propiedades de la tabla periódica I (electronegatividad)

Propiedades de la tabla periódica (I)

Electronegatividad

Entre las propiedades de los átomos que forman la tabla periódica, una de las más importantes, quizás, es la electronegatividad.
Se define la electronegatividad como aquella tendencia que tienen los átomos de atraer electrones, cuando está combinado químicamente con otro átomo. Cuanto mayor sea el valor de la electronegatividad, más capacidad de atracción de los electrones.
El concepto de electronegatividad está muy unido a la afinidad electrónica y el potencial de ionización, conceptos que se refieren a la tendencia de captación o cesión de electrones por parte de los átomos.
La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba en la tabla periódica, de manera que el elemento más electronegativo de la tabla es el flúor, y por tanto el que mayor capacidad de atracción de electrones tiene. El motivo de su alta electronegatividad es simple de ver. El flúor tiene 9 electrones, de manera que su configuración electrónica es:
1s2 2s2 2p5
los átomos tienen tendencia a completar niveles vacíos para ser el gas noble más cercano a ellos y de esta manera conseguir estabilidad. El flúor, tiene 9 electrones y 9 protones, y necesita un único electrón para completar el orbital p. Éste aspecto, unido a que el flúor es un elemento de pequeñas dimensiones, hace que el núcleo, ejerza fuerza electrostática sobre los electrones que le rodean y a un electrón que se acerque demasiado a él. Ambos aspectos (pequeño tamaño y ausencia de un electrón para llenar el orbital), hacen que el flúor tenga una gran tendencia a atraer electrones hacia él.

Esta capacidad de los átomos de atraer electrones, también determina el tipo de enlace que se formará.
En el caso de tratarse de dos elementos con electronegatividades parecidas, el enlace formado será de tipo covalente (compartición de electrones). Lógico, ya que ambos átomos tendrán la misma capacidad de atraer electrones y por tanto, les es más cómodo compartirlos.
Si los átomos tienen electronegatividades muy diferentes, se formará un enlace iónico. Fácil de ver, ya que uno de los átomos tendrá tendencia a atraer electrones (electronegativo) y el otro a ceder electrones.

Esta diferencia de electronegatividad marca el carácter polar o apolar del enlace. En el caso de electronegatividades parecidas, el enlace es apolar, es decir, no hay una acumulación de carga en ninguno de los dos átomos. Mientras que en enlaces formados por átomos de diferentes electronegatividades, el enlace formado será polar, de manera que existirá una acumulación de carga en ambos átomos.
Adjuntamos un video donde se resume y comenta este concepto de la electronegatividad con algún ejemplo para clarificar y completar los conceptos.

En siguientes capítulos se tratarán otras propiedades de la tabla periódica.

Efecto inductivo (química orgánica)

El efecto inductivo es el desplazamiento de la carga eléctrica de un enlace simple hacia el átomo o grupo más electronegativo de la molécula.
Según se produzca una cesión o atracción de carga eléctrica, el efecto inductivo se llama +I o -I y viene determinado por el grupo funcional o tipo de molécula. Por ejemplo, los alquilos aumentan el efecto +I (cesión) cuántos más átomos de carbono tengan, es decir, a más carbonos, más aumentará la capacidad de cesión de la carga eléctrica a átomos o grupos más electronegativos.
En la siguiente figura se representan los diferentes átomos y grupos ordenados según su capacidad de cesión o atracción de carga eléctrica, o lo que es lo mismo su efecto inductivo.

Se puede ver que aquellos grupos más electronegativos (capaces de atraer carga eléctrica) son los que poseen un mayor efecto inductivo -I, mientras que los que ceden los electrones son los que tienen efecto +I.
El efecto inductivo tiene gran importancia ya que permiten comprender como van a producirse las reacciones orgánicas según la densidad de carga presente en las moléculas y por tanto saber si éstas serán a tacadas por electrófilos o nucleófilos.
El efecto inductivo nos permite comparar el grado de acidez de distintos compuestos orgánicos. Este ejemplo lo trataremos en una próxima entrada del blog.