QI: Cap. 7.3. Tamaño de átomos e iones

Departamento de Ciencias Químicas, UNED-Costa Rica

19 Mar 202019:29

Summary

TLDREn este video tutorial, se aborda el tema de los tamaños de los átomos y los iones, explicando que el tamaño atómico es una propiedad periódica que indica el tamaño de los átomos. Se utiliza el radio atómico para describir la distancia entre los núcleos de dos átomos enlazados y el radio atómico no en la santé para los átomos no enlazados. Se destaca que el tamaño atómico aumenta de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo en la tabla periódica, lo que está relacionado con la carga nuclear efectiva. Además, se discute cómo los cationes son más pequeños que los átomos neutrales y las aniones son más grandes debido a la repulsión electrónica. También se introduce el concepto de especies isoeléctricas, que son aquellas con la misma configuración electrónica. Finalmente, se resuelven ejercicios para identificar el átomo de mayor radio atómico y para clasificar especies en orden creciente según su tamaño. Este análisis detallado y las explicaciones visuales son esenciales para comprender las propiedades periódicas y la estructura electrónica en química.

Takeaways

🔬 El tamaño atómico es una propiedad periódica que indica el tamaño de los átomos y se mide en radios atómicos.
🔍 Existen dos tipos de radios atómicos: el radio atómico en la santé y el radio atómico no en la santé.
⬆️ El radio atómico aumenta de derecha a izquierda a lo largo de los periodos y de arriba hacia abajo en la tabla periódica.
⚡ La carga nuclear efectiva es un factor clave que influye en el tamaño atómico, siendo inversamente proporcional a él.
📉 Los cationes son más pequeños que los átomos neutros debido a la eliminación de electrones y disminución de la repulsión entre ellos.
📈 Las aniones son más grandes que los átomos neutros porque la adición de electrones aumenta la repulsión entre ellos.
🧬 Las especies isoeléctrónicas son aquellas que comparten el mismo número de electrones y, por lo tanto, tienen configuraciones electrónicas similares.
📊 La tendencia general de los tamaños atómicos muestra que disminuyen a lo largo de un periodo y aumentan de un período a otro.
🏷️ Para elementos del mismo grupo, el tamaño aumenta conforme se baja en el grupo (de arriba hacia abajo).
⚖️ Al ordenar átomos según su tamaño atómico, se considera que bajar en los periodos tiene más peso que moverse a lo largo de los grupos.
🔋 La configuración electrónica de un átomo neutro y su versión iónica determinan si son isoeléctrónicas y cómo varía su tamaño.

Q & A

¿Qué es el radio atómico y cómo se relaciona con la distancia entre los núcleos de dos átomos?
-El radio atómico es una propiedad periódica que indica el tamaño de los átomos. Existen dos tipos de radios atómicos: el radio atómico en la santé, que es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos enlazados, y el radio atómico no en la santé, que es la distancia más corta que separa a dos átomos no enlazados.
¿Cómo varía el tamaño del radio atómico en la tabla periódica?
-El tamaño del radio atómico aumenta de derecha a izquierda a lo largo de los periodos y disminuye de arriba hacia abajo dentro de la tabla periódica. Estas tendencias están relacionadas con la carga nuclear efectiva.
¿Cómo se relaciona la carga nuclear efectiva con el tamaño de una especie?
-Una mayor carga nuclear efectiva implica una mayor atracción de los electrones hacia el núcleo, lo que hace que los electrones se acerquen más y disminuya el radio total de la especie. Por lo tanto, existe una relación inversa entre la carga nuclear efectiva y el tamaño de las especies.
¿Cuál es el átomo de mayor radio atómico entre el litio, el potasio y el cesio?
-Todos los elementos están en el mismo grupo de la tabla periódica (grupo 1). Según la tendencia periódica, el tamaño del radio atómico aumenta de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo. Por lo tanto, el cesio, que está más abajo en el grupo, tiene el radio atómico más grande.
¿Cómo se ordenan los átomos de calcio, aluminio, cromo, fósforo y rubidio según su tamaño de radio atómico en orden creciente?
-Recordando la tendencia de que los tamaños aumentan de derecha a izquierda y de abajo hacia arriba, el orden sería: fósforo, aluminio, cromo, calcio y rubidio.
¿Por qué los cationes son más pequeños que los átomos neutrales?
-Cuando se eliminan electrones para formar un cation, disminuye la repulsión en la capa electrónica externa, permitiendo que los electrones restantes se acerquen más al núcleo, lo que resulta en un tamaño más pequeño.
¿Cómo varía el tamaño de los iones aniones en comparación con los átomos neutrales?
-Los iones aniones son más grandes que los átomos neutrales porque la adición de electrones a la capa electrónica externa aumenta la repulsión entre los electrones, lo que hace que la nube electrónica se expanda y el ión tenga un tamaño mayor.
¿Qué son las especies isoeléctricas y cómo se identifican?
-Las especies isoeléctricas son aquellas que tienen el mismo número de electrones. Se identifican por su configuración electrónica, que es la misma para todas las especies isoeléctricas.
¿Cómo se relaciona el tamaño de las especies isoeléctricas con la carga nuclear efectiva?
-El tamaño de las especies isoeléctricas disminuye a medida que aumenta la carga nuclear efectiva, ya que una carga más positiva atrae más fuertemente a los electrones, reduciendo el tamaño de la especie.
¿Cómo se ordenan los siguientes átomos según su tamaño de radio atómico: selenio, selenio -2, telurio -2 y telurio?
-Al ordenar de menor a mayor tamaño, se tiene en cuenta que los aniones son más grandes que las especies neutras y que al aumentar la carga negativa, el tamaño también aumenta. Por lo tanto, el orden es: selenio neutro, selenio -2, telurio -2, telurio neutro.
¿Cuáles son las especies isoeléctricas entre carbono, cloro -1, manganeso +2, argón y hierro +3?
-Para determinar las especies isoeléctricas, se examina la configuración electrónica. Manganeso +2 y hierro +3 tienen la misma configuración electrónica, así como cloro -1 y argón, por lo tanto, son isoeléctricas. El carbono no es isoeléctrico con ninguna de las otras especies mencionadas.

Outlines

00:00

🌟 Tamaños atómicos y periódicos

Este párrafo aborda el concepto del tamaño atómico, que es una propiedad periódica indicativa del tamaño de los átomos. Se mencionan dos tipos de radio atómico: el en la santé y el no en la santé. Se describe cómo el radio atómico varía en la tabla periódica, aumentando de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo, correlacionado con la carga nuclear efectiva. Se destaca que una mayor carga nuclear efectiva resulta en un mayor atracción de los electrones hacia el núcleo, reduciendo el tamaño de la especie. Además, se explora la tendencia de los tamaños atómicos en los elementos de transición y se resuelve un ejercicio para identificar el átomo con el mayor radio atómico entre diferentes conjuntos de elementos.

05:02

🔬 Tamaños atómicos y iónicos en la tabla periódica

En este párrafo se discute cómo el tamaño atómico cambia en la tabla periódica, siguiendo un orden específico. Se compara el tamaño de átomos neutrales con los de iones cationes y aniones, destacando que los cationes son más pequeños debido a la eliminación de electrones y la disminución de la repulsión entre ellos, permitiendo que se acerquen más al núcleo. Por otro lado, las aniones son más grandes debido a la adición de electrones que generan mayor repulsión. Se introduce el concepto de especies isoeléctricas, que comparten la misma configuración electrónica. Se resuelve un ejercicio para ordenar átomos según su tamaño atómico y se discute la influencia de la carga nuclear efectiva en el tamaño de las especies.

10:06

📊 Ordenamiento de tamaños atómicos y iónicos

Este párrafo se enfoca en el ordenamiento de los tamaños atómicos y iónicos de diferentes especies. Se describe cómo ubicar los elementos en la tabla periódica y ordenarlos según su tamaño, teniendo en cuenta si son átomos neutrales, cationes o aniones. Se resuelven ejercicios para clasificar especies en orden creciente de tamaño, considerando la carga y la posición en la tabla periódica. Se destaca la importancia de la carga nuclear efectiva y cómo la carga positiva o negativa afecta el tamaño de las especies. Además, se resalta la diferencia en tamaño entre especies neutras y sus correspondientes iones.

15:07

🏷️ Identificación de especies isoeléctricas

El último párrafo se centra en la identificación de especies isoeléctricas, que son aquellas que comparten la misma configuración electrónica. Se describe cómo determinar si las especies son isoeléctricas mediante la obtención de su configuración electrónica. Se analizan elementos como el carbono, cloro, manganeso, argón e hierro, y se identifican las especies isoeléctricas entre ellos. Se concluye que el cloro y el argón, así como el manganeso y el hierro, son isoeléctricas. Se destaca la importancia de la configuración electrónica para entender las relaciones entre diferentes especies químicas.

Mindmap

Keywords

💡Radio atómico

El radio atómico es una propiedad periódica que indica el tamaño de los átomos. Se refiere a la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos enlazados por una covalente. En el video, se discute cómo el radio atómico varía a lo largo de los periodos y grupos de la tabla periódica, y cómo está relacionado con la carga nuclear efectiva.

💡Carga nuclear efectiva

La carga nuclear efectiva es la cantidad neta de carga positiva que experimentan los electrones externos debido a la presencia de protones en el núcleo. En el video, se menciona que una mayor carga nuclear efectiva resulta en una mayor atracción de los electrones hacia el núcleo, lo que disminuye el tamaño de la especie.

💡Tendencias periódicas

Las tendencias periódicas son patrones observados en la tabla periódica de los elementos, como el aumento del radio atómico de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo. Estas tendencias son fundamentales para entender cómo se relacionan las propiedades químicas con la estructura atómica.

💡Orbitales

Los orbitales son estados energéticos en los que se pueden encontrar los electrones en un átomo. En el video, se discute cómo los orbitales de los elementos de transición pueden influir en las tendencias del tamaño atómico, y cómo la presencia de diferentes tipos de orbitales puede cambiar estas tendencias.

💡Especies isoeléctronicas

Las especies isoeléctronicas son aquellas que tienen el mismo número de electrones, lo que significa que comparten una configuración electrónica similar. En el video, se utiliza el concepto de especies isoeléctronicas para explicar por qué ciertos iones tienen tamaños atómicos similares a pesar de ser elementos diferentes.

💡Cationes y aniones

Los cationes son iones con una carga positiva debido a la pérdida de electrones, mientras que los aniones tienen una carga negativa por la adición de electrones. En el video, se discute cómo la carga de un ión afecta su tamaño, con cationes generalmente siendo más pequeños que los átomos neutrales y aniones siendo más grandes.

💡Configuración electrónica

La configuración electrónica de un átomo o ión describe cómo están distribuidos sus electrones en los orbitales. En el video, se utiliza la configuración electrónica para determinar si dos especies son isoeléctronicas y para explicar las diferencias en sus tamaños atómicos.

💡Período y Grupo

En la tabla periódica, los períodos se refieren a las filas horizontales y los grupos a las columnas verticales. El video destaca cómo el tamaño atómico varía tanto a lo largo de los períodos como a medida que se desplaza por los grupos, y cómo ubicar elementos en la tabla periódica para comparar sus tamaños atómicos.

💡Transición

La transición en la tabla periódica se refiere a la sección donde los elementos de transición, que son metales, comienzan. El video menciona que en los periodos 4, 5 y 6, los elementos de transición muestran un comportamiento diferente en términos del tamaño atómico que los elementos no de transición.

💡Radio iónico

El radio iónico es el tamaño de un ión una vez que ha adquirido o perdido electrones. En el video, se explica cómo los cationes son más pequeños que los átomos neutrales debido a la menor repulsión entre electrones y los aniones son más grandes debido a la mayor repulsión entre electrones adicionales.

💡Ejercicios de clasificación

El video incluye ejercicios que requieren clasificar elementos y especies en orden según su tamaño atómico o radio iónico. Estos ejercicios son cruciales para aplicar la comprensión de las tendencias periódicas y las propiedades de los iones, y se utilizan para reforzar el conocimiento de los conceptos básicos de química.

Highlights

El tamaño de radio atómico es una propiedad periódica que indica el tamaño de los átomos.

Existen dos tipos de radios atómicos: en la santé y no en la santé.

El radio atómico aumenta de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo en la tabla periódica.

La carga nuclear efectiva está relacionada con el tamaño de los átomos y la atracción de los electrones.

Una mayor carga nuclear efectiva resulta en un radio atómico más pequeño.

Se muestra un gráfico de tendencias de los radios atómicos contra el número atómico.

Los elementos de transición en los periodos 4, 5 y 6 muestran un comportamiento anómalo en el tamaño atómico.

Se resuelve un ejercicio para identificar el átomo de mayor radio atómico entre diferentes elementos.

Los cationes son más pequeños que los átomos neutros debido a la reducción de la repulsión entre electrones.

Las aniones son más grandes que los átomos neutros porque la adición de electrones aumenta la repulsión.

Las especies isoeléctronas comparten el mismo número de electrones y tienen configuraciones electrónicas similares.

El radio de las especies isoeléctronas disminuye a medida que aumenta la carga nuclear efectiva.

Se clasifica a los miembros de diferentes conjuntos de elementos en orden creciente del tamaño de radio atómico.

Para ordenar especies con cationes y aniones, se considera la carga y la posición en la tabla periódica.

Se resuelve un ejercicio para identificar especies isoeléctronas entre diferentes elementos.

El carbono, cloro, manganeso, argón y hierro se analizan para determinar si son especies isoeléctronas.

El manganeso y el hierro tienen la misma configuración electrónica y son isoeléctronas.

El cloro y el argón también comparten la misma configuración electrónica y son isoeléctronas.

El carbono no es isoeléctronico con ninguna de las otras especies analizadas.

Transcripts

00:00

[Música]

00:12