Page 365 - Quimica - Undécima Edición

8.3 Variaciones periódicas de las propiedades físicas 335

electrones del nivel n más alto ocupado. A continuación se encuentran las confi guraciones
electrónicas de algunos átomos y de sus cationes correspondientes:
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Na: [Ne]3s 1 Na : [Ne]
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Ca: [Ar]4s 2 Ca : [Ar]
1
2
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Al: [Ne]3s 3p Al : [Ne]
Observe que cada ion tiene la confi guración estable de un gas noble.
En la formación de un anión se agregan uno o más electrones al nivel n más alto, que
está parcialmente lleno. Considere los ejemplos siguientes:
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H: 1s 1 H : 1s o [He]
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2
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6
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F: 1s 2s 2p 5 F : 1s 2s 2p o [Ne]
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O: 1s 2s 2p O : 1s 2s 2p o [Ne]
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2
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6
2
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N: 1s 2s 2p N : 1s 2s 2p o [Ne]
Todos estos aniones también tienen la confi guración estable de un gas noble . Observe
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1
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que F , Na y Ne (lo mismo que Al , O y N ) cuentan con la misma confi guración
electrónica. Se dice que son isoelectrónicos porque tienen igual número de electrones y,
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por lo tanto, la misma confi guración electrónica en estado fundamental. Así, H y He
también son isoelectrónicos.
Cationes derivados de los metales de transición
En la sección 7.9 estudiamos que en los metales de la primera serie de transición (desde
Sc hasta Cu), el orbital 4s siempre se llena antes que los orbitales 3d. Considere el man-
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ganeso, cuya confi guración electrónica es [Ar]4s 3d . Cuando se forma el ion Mn , es-
peraríamos que los dos electrones a ser removidos salieran de los orbitales 3d para formar
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3
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2
[Ar]4s 3d . De hecho, ¡la confi guración electrónica del Mn es [Ar]3d ! La razón es que
las interacciones electrón-electrón y electrón-núcleo en un átomo neutro pueden ser muy Tenga presente que el orden de lle-
diferentes de las que se presentan en su ion. Así, mientras que el orbital 4s siempre se nado de electrones no determina o
predice el orden de desprendimiento
llena antes que los orbitales 3d en el Mn, los electrones se pierden primero del orbital 4s de los electrones en los metales de
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para formar Mn debido a que los orbitales 3d son más estables que el orbital 4s en los transición. Para estos metales, los
iones de los metales de transición. Por lo tanto, cuando se forma un catión de un átomo electrones ns son los que se pierden
antes de los electrones (n 2 1)d.
de un metal de transición, los electrones que siempre se pierden primero son los del or-
bital ns y después los de los orbitales (n 2 1)d.
Recuerde siempre que en la mayoría de los metales de transición se forma más de un
catión y que frecuentemente dichos cationes no son isoelectrónicos con los gases nobles
que los preceden.
Revisión de conceptos
Identifi que los elementos a los que corresponden las siguientes descripciones: a) Un ion de
metal alcalinotérreo que es isoelectrónico con el Kr. b) Un anión con una carga 23 que es
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isoelectrónico con K . c) Un ión con carga 12 que es isoelectrónico con Co .
8.3 Variaciones periódicas de las propiedades físicas
Como hemos visto, la confi guración electrónica de los elementos señala una variación
periódica al aumentar el número atómico. Como consecuencia, los elementos también
presentan variaciones periódicas en sus propiedades físicas y su comportamiento químico.
En esta sección y en las dos siguientes examinaremos algunas propiedades físicas que
infl uyen en el comportamiento químico de los elementos que están en el mismo grupo o
periodo. Primero, analizaremos el concepto de carga nuclear efectiva , que está directamen-
te relacionado con muchas propiedades atómicas.