La Afinidad Electrónica

Química General → Afinidad Electrónica

La Afinidad Electrónica:

La Afinidad Electrónica o Electronafinidad (AE) es la energía que se desprende cuando un átomo neutro en estado gaseoso captura un electrón para convertirse en un ion negativo:

 A(g) + e-→ A-(g) + AE

siendo A un átomo neutro cualquiera.

La Afinidad Electrónica es la propiedad inversa de la Energía de Ionización (energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo neutro).

Medida de la Afinidad Electrónica:

La Afinidad Electrónica se puede medir en:

  • Electrón-voltios por átomo (eV/átomo) 
  • Kilojulios por mol (KJ/mol)
Nota: 1 eV = 1,6 × 10-19 J 

Propiedades de la Afinidad Electrónica:
  • Afinidad Electrónica negativa (se desprende energía): se da cuando los átomos adquieren una configuración más estable al captar un electrón por lo que predominará la fuerza atractiva. Esto se da por ejemplo en los halógenos que al ganar un electrón adquieren la configuración electrónica de Gas Noble (estable)
  • Afinidad Electrónica positiva (se absorve energía): se da cuando hay que proporcionar energía al átomo para captar al ion. Esto le sucede por ejemplo a los elementos con configuración electrónica s2 ya que el electrón tendría que incorporarse al orbital p de mucha mayor energía como es el caso del Berilio, del Magnesio o del Calcio.
  • La Afinidad Electrónica normalmente presenta un valor negativo
  • La Afinidad Electrónica aumenta hacia la derecha en un mismo Periodo de la Tabla Periódica debido a que al disminuir el Radio Atómico, el nuevo electrón estará más cerca del núcleo y por consiguiente será atraído con más fuerza
  • La Afinidad Electrónica aumenta hacia arriba en un mismo Grupo o Columna de la Tabla Periódica debido a que el Radio Atómico será menor y el nuevo electrón será atraído con más fuerza
  • Varía en el mismo sentido que la Energía de Ionización y de la Electronegatividad y en sentido contrario al Radio Atómico
  • Las mayores Afinidades Electrónicas las presentan los Halógenos (Flúor, Cloro, Bromo, Iodo)
  • El Nitrógeno presenta una anomalía ya que su afinidad electrónica es mucho menor que los elementos vecinos de la Tabla Periódica debido a que por su configuración electrónica  es muy estable.
  • No se puede medir directamente la afinidad electrónica sino a través de métodos  indirectos. Es por esta razón que solamente se conocen los valores de Afinidad Electrónica de un número relativamente pequeño de elementos.
Ver También:

versión 1 (31/08/2015)
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El Radio Atómico y el Radio Iónico

Química General → Radio Atómico

El Radio Atómico:

El Radio Atómico es la mitad de la distancia entre dos núcleos de átomos adyacentes unidos por un enlace covalente.

Propiedades del Radio Atómico:
  • El Radio Atómico disminuye a lo largo de un mismo Periodo de la Tabla Periódica debido a que la carga nuclear va aumentando atrayendo hacia el núcleo a los electrones externos
  • El Radio Atómico aumenta hacia abajo a lo largo de un mismo Grupo o Columna de la Tabla Periódica debido a que se van añadiendo nuevas capas o niveles energéticos
  • Por lo tanto: el Radio Atómico aumenta hacia abajo y hacia la izquierda en la Tabla Periódica
  • El Radio Atómico puede explicar diferentes propiedades de los elementos como la densidad o los puntos de fusión o ebullición entre otros
A continuación se muestra una tabla con los valores del Radio Atómico para los diferentes elementos de la Tabla Periódica medidos en Angstroms (Å):
Radios Atómicos de los Elementos en Angstroms (Å)
Nota: 1 Å= 1 x 10-10 metros

El Radio Iónico:
El Radio Iónico es un concepto relacionado con el Radio Atómico y hace referencia al Radio que presenta un átomo que ha ganado o perdido electrones.
Las propiedades más destacables del Radio Iónico son:
  • Un ion positivo (pérdida de uno o varios electrones) tiene un Radio Iónico menor al Radio Atómico del elemento neutro debido a la mayor fuerza de atracción del núcleo sobre los electrones
  • Un ion negativo (ganancia de uno o varios electrones) tiene un Radio Iónico mayor al Radio Atómico del elemento neutro debido a la repulsión que experimentan los electrones capturados
  • El Radio Atómico será tanto menor cuanto mayor sea la carga positiva del ion y tanto mayor cuanto mayor sea la carga negativa 
  • El Radio Iónico de iones de la misma carga aumenta hacia la izquierda y hacia abajo en la Tabla Periódica igual que lo hace el Radio Atómico de los elementos neutros
Ver También:

versión 1 (31/08/2015)
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La Energía de Ionización

Química General → Energía de Ionización

Energía de Ionización:

La Energía de Ionización Ei (también llamada Potencial de Ionización) es la energía necesaria para arrancar el electrón más externo de un elemento en estado gaseoso:

 A(g) + Ei → A+(g) + e-
donde:
  • A(g) es un elemento cualquiera en estado gas
  • A+(g) ion del elemento al que se le arranca un electrón
Medida de la Energía de Ionización:

La Energía de Ionización se puede medir en:
  • Electrón-voltios por átomo (eV/átomo) 
  • Kilocalorías por mol (kcal/mol)
  • Kilojulios por mol (KJ/mol)
  • Potencial de ionización: es el potencial en voltios (V) necesario para arrancar el electrón
 Nota: 1 eV = 1,6 × 10-19 J

Energías de Ionización (kJ/mol)
Propiedades de la Energía de Ionización:
  • Radio Atómico: la Energía de Ionización varía inversamente con el Radio atómico, puesto que cuanto más pequeño sea el radio atómico, más alta será la atracción del núcleo sobre el electrón
    • La Ei aumenta de izquierda a derecha en la Tabla Periódica al disminuir el radio atómico
    • La Ei aumenta de abajo arriba en la Tabla Periódica al estar el último electrón en capas más cercanas al núcleo
  • Segunda Energía de Ionización: es mayor que la primera ya que la fuerza electrostatica que soporta el electrón es mayor: Ei  (A+→ A+2) > Ei  (A → A+). Asimismo la tercera energía de ionización sería también mayor y así sucesivamente.
  • Apantallamiento: los electrones de capas inferiores pueden interferir sobre el electrón exterior (efecto pantalla) produciendo irregularidades en le Energía de Ionización.
Por estas razones, se comprueba que:
  • Alcalinos: Los elementos alcalinos (Primer Grupo o Columna) poseen la menor Energía de Ionización
  • Gases Nobles: poseen la mayor Energía de Ionización ya que su última capa está completa (configuración electrónica estable)
  • Grupo del Boro: los elementos de este grupo (Boro, Aluminio, Galio, Indio y Talio) presentan una anomalía a las reglas anteriores ya que su valor es inferior. Esto es debido a que en este grupo comienzan a rellenarse los orbitales p (menos atraidos al núcleo que los s)
  • Grupo del Oxígeno: también presentan una Energía de Ionización ligeramente menor debido en este caso a un efecto de repulsión entre electrones que ocupan un mismo orbital p
Ver También:

versión 1 (30/08/2015)
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Solución Ejercicio de Cetonas

Química Orgánica → Cetonas → Ejercicios

Solución Ejercicios Cetonas:
  • Ejercicio 1: Nombrar los siguientes compuestos


El compuesto consiste en una cadena de 6 carbonos con el Grupo Carbonilo en el segundo carbono, por lo tanto se trata de la 2-Hexanona.

 
El compuesto consiste en una cadena de 6 carbonos con el Grupo Carbonilo en el segundo carbono y un radical etilo en el tercero. Por lo tanto el compuesto se trata del 3-Etil-2-hexanona.
  • Ejercicio 2: Dibujar los siguientes compuestos
    • 3-buten-2-ona


    • 4-ciclohexil-1-fenil-2-ona



Grupos Funcionales:

GrupoCompuestos
Alquilo: alcanosRadicales Alquilo:
-CH3 metilo
Alquenilo: alquenosRadicales Alquenilo:
-CH=CH-CH3 1-propenilo 
Alquinilo: alquinosRadicales Alquinilo:
-C≡CH etinilo
Hidroxilo: R-OHAlcoholes: CH3-OH
Alcoxi: R-O-R'Éteres: CH3−O−CH3
Carbonilo: 
R-(C=O)-R'		Aldehídos: R-HC=O
HCHO Metanal
Cetonas: R-(C=O)-R'
CH3-(C=O)-CH3
Carboxilo:
R-(C=O)-OH		Ácidos Carboxílicos:
CH3COOH ác. acético
Anhídridos de Ácido:
CH3-CO-O-CO-CH2CH3
Acilo: R-CO-O-R' Ésteres: CH3-COO-CH3
Amino:
R-NR'R'' 
RR'C=N-R'' 		Aminas: CH3-NH-CH3  
Iminas: CH3C=N-CH3
Amino-Carbonilo
R-(C=O)-NR'H
R-(C=O)-NR'R" 
Amidas: CH3-CO-NH2
Imidas: HCONHCOCH3
Nitro: R-NO2Nitrocompuestos:
CH3-CH2-CH2-NO2
Nitrilo: 
R-C≡N
R-N≡C 		Nitrilos o Cianuros:
H-C≡N
Isocianuros: CH3-N≡C
versión 1 (29/08/2015)
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La Electrólisis

Química General → Reacciones Químicas → Redox→ Electrólisis

Las Electrólisis:

La Electrólisis o Electrolisis es una Reacción Redox (Oxidación-Reducción) producida al pasar corriente eléctrica por los electrolitos en disolución. Tiene como resultado la separación de los elementos del compuesto disuelto.

Nota: los electrolitos son sustancias que en disolución se separan en iones y permiten el paso de la corriente eléctrica.

Las Cuba Electrolítica:

La Cuba Electrolítica o Célula Electrolítica es el dispositivo donde se produce la electrólisis. Consta de:
  • Electrodos: dos varas de metal introducidas en la disolución (ánodo y cátodo)
  • Electrodo positivo (Ánodo): está conectado al positivo de la batería. Realiza la oxidación del anión.
  • Electrodo negativo (Cátodo): conectado al negativo de la batería. Realiza la reducción del cátodo.
  • Circuito eléctrico: conecta los electrodos a la batería de corriente continua
  • Electrolito: sustancia ionizada en la disolución
Cuba electrolítica para la electrólisis 
del Cloruro Sódico (NaCl)
Ejemplos de Electrólisis:

Consideremos la electrólisis del Cloruro Sódico (NaCl) de la imagen. Al estar disuelta en medio acuoso, se separa en:
  • Aniones (iones negativos) de Cl-
  • Cationes (iones positivos) de Na+
El Ánodo que se encuentra cargado positivamente atrae hacia su superficie los iones negativos (aniones) de Cl-. Este cede un electrón al electrodo por lo que se oxida para formar un átomo de cloro que tiende a formar moléculas de Cl2 por enlace covalente:
  • Ecuación de Oxidación: 2 Cl- → Cl2 + 2 e- 
El Cátodo cargado negativamente atrae los iones positivos del Na+. Este recibe un electrón del electrodo por lo que se reduce para formar un átomo de sodio neutro:
  • Ecuación de Reducción: 2 Na+ + 2 e- → 2 Na
La reacción global Redox es por lo tanto:

2 Cl- + 2 Na+ → Cl2 + 2 Na

Aplicaciones de la Electrólisis:

La Electrólisis es un proceso químico con multitud de aplicaciones industriales. Por ejemplo:
  • Obtención de diferentes metales como son el Aluminio, Litio, Sodio, Potasio, Magnesio, etc.
  • Obtención de Hidrógeno
  • Obtención del Ácido Clorídico HCl
  • Galvanoplastia para el recubrimiento de metales
Leyes de Faraday de la Electrólisis

Principales Reacciones Químicas:
  • Reacción Ácido-Base:  un ácido y una base dan lugar a una sal y agua: HCl + NaOH → NaCl + H2O
  • Reacción de Adición: los átomos se unen a una molécula que posee un enlace múltiple destruyéndolo.
  • Reacción en Cadena: los productos de la reacción provocan nuevas reacciones
  • Reacción de Combinación: el producto es la reagrupación de átomos iniciales (A+B→AB): N2+3H2 → 2NH3
  • Reacción de Condensación: dos moléculas se unen para dar un único producto más agua
  • Reacción de Descomposición: a partir de un compuesto se forman dos o más sustancias (AB → A + B)
  • Reacción de Desplazamiento: un elemento es sustituido por otro que está presente en la reacción
  • Reacción de Dismutación: un elemento es simultáneamente oxidado y reducido: 2 H2O2 → 2 H2O + O2
  • Reacción de Doble Sustitución: dos compuestos intercambian elementos (AB + CD → CB + AD)
  • Reacción Elemental: se produce en un único paso sin etapas intermedias o estados de transición.
  • Reacción de Eliminación: es lo contrario a la reacción de adición: R-CH2-CH2-X → R-CH=CH2 + H-X
  • Reacción Exorgónica: reacción química donde la variación de la energía libre de Gibbs
  • Reacción Iónica: interacción eléctrica de especies iónicas dispersos en el disolvente: Ag+ + Cl-- →  AgCl
  • Reacción Limitante: reacción que se produce más lentamente limitando la velocidad de la reacción global.
  • Reacción Orgánica: son las reacciones de los compuestos orgánicos
  • Reacción Redox: reacción en la que existe una transferencia electrónica entre los reactivos.
versión 1 (28/08/2015)
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Los Metales


Los Metales:

Los Metales son aquellos elementos situados a la izquierda de los Metaloides en la Tabla Periódica comprendiendo varios tipos: Alcalinos, Alcalinotérreos, de Transición,  Bloque p, Lantánidos y Actínidos.

El Enlace Metálico y la Nube de Electrones:

Los metales poseen energías de ionización bajas, por lo que ceden electrones con facilidad. 

Debido a ello los electrones se mueven libremente entre los núcleos atómicos formando una Nube Electrónica.

La fuerza de atracción entre las cargas positivas de los núcleos y las cargas negativas de la nube de electrones mantienen unido el enlace metálico.

 

Propiedades y Características de los Metales:
Las propiedades y características de los metales vienen dados en gran medida por la naturaleza del enlace metálico. Veamos las principales:
  • Conducción del calor: son buenos conductores del calor 
  • Conducción de la electricidad: son buenos conductores de la electricidad (los electrones circulan libremente dentro de la nube electrónica)
  • Densidad: los metales son sustancias muy densas pudiendo llegar a más de 20 veces la del agua
  • Dureza: los metales poseen una elevada dureza en general
  • Estado: son sólidos en condiciones normales excepto el mercurio (Hg) que es líquido
  • Electronegatividad: poseen bajos valores de electronegatividad
  • Energía de ionización: poseen baja energía de ionización por lo que ceden fácilmente electrones
  • Aspecto general: son opacos, plateados, con brillo metálico y de color grisáceo principalmente
  • Maleabilidad: poseen la capacidad de formar láminas al comprimirse
  • Ductilidad: poseen la capacidad de formar hilos al traccionarse
  • Tenacidad: resistencia a fracturarse al recibir golpes
  • Resitencia mecánica: son resistentes a esfuerzos de torsión, flexión, tracción o compresión sin romper
  • Oxidación: la mayoría se oxida con facilidad
  • Tabla Periódica: forman la mayoría de los elementos de la Tabla Periódica
  • Dilatación: los metalan poseen una elevada dilatación susceptible a cambios de temperatura
  • Aleaciones: los metales son usados en multitud de aleaciones o combinaciones de metales
  • Estructura: los átomos de los metales forman redes compactas como por ejemplo aquella centrada en las caras
  • Historia: metales como el cobre, plata o el oro han sido utilizados desde la prehistoria
  • Uso: los metales tienen infinidad de usos en todas las industrias, desde servir de elementos estructurales de construcciones hasta la medicina y salud pasando por la electrónica o por las baterías eléctricas

Aventura de los Elementos:

El Sistema Solar, Harman Smith and Laura Generosa, NASA (Public Domain)Juego trivial sobre los elementos. Elige la respuesta correcta entre las tres opciones.

 Prueba 1: El elemento más abundante del universo es...

OpcionesTu elección
... el oro 
... el hidrógeno
... el carbono  
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Metales del Bloque P

Q. General → Tabla Periódica → Metales del Bloque p

Los Metales del Bloque p:

Los Metales del Bloque p son aquellos elementos de la Tabla Periódica situados entre los Metales de Transición y los Metaloides.

Se denominan así porque pertenecen al Bloque p de la Tabla Periódica, lo cual indica que sus electrones de valencia están en los orbitales p de su nivel energético más externo.
.
.
Los Metales del Bloque p son los siguientes:
Propiedades de los Metales del Bloque p:
  • Puntos de fusión y ebullición bajos
  • Son blandos
  • El Estado de Oxidación principal suele ser el +3
  • Poseen energías de ionización bastante altas
  • Son menos reactivos que los metales del bloque s (alcalinos y alcalinotérreos)
  • Son materiales muy utilizados en construcción
  • Su configuración estructural es cuasi covalente
  • El aluminio, el estaño y el plomo se conocen desde la antigüedad
Anexo: 

La Tabla Periódica está confeccionada en varios Bloques que indican en qué orbital se localizan sus electrones de valencia, pudiendo ser:
  • Bloque s
  • Bloque p
  • Bloque d
  • Bloque f
El Bloque p en el cual se encuentran los Metales del Bloque p se encuentra a la derecha y está representado en amarillo en la siguiente gráfica:


Bloques de la Tabla Periódica

Aventura de los Elementos:

El Sistema Solar, Harman Smith and Laura Generosa, NASA (Public Domain)Juego trivial sobre los elementos. Elige la respuesta correcta entre las tres opciones.

 Prueba 1: El elemento más abundante del universo es...

OpcionesTu elección
... el oro 
... el hidrógeno
... el carbono  
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