Periodicidad y tendencias en tamaños atómicos y iónicos

En química, entender cómo cambian los tamaños atómicos e iónicos a lo largo de la tabla periódica es esencial para comprender cómo interactúan los elementos en las reacciones químicas. La tabla periódica es una herramienta poderosa que revela tendencias y patrones entre los elementos, ayudándonos a predecir cómo se comportarán.

¿Qué son los tamaños atómicos e iónicos?

El tamaño atómico de un elemento se refiere al tamaño del átomo, que puede pensarse como la distancia de los electrones más externos desde el núcleo. Alternativamente, el tamaño iónico se refiere al tamaño del ion, que es un átomo que ha perdido o ganado electrones.

      Átomo ➝ Na (Sodio)
      Ion ➝ Na + (Ión Sodio)
    

Dado que Na pierde electrones para formar Na ⁺, el tamaño iónico de Na ⁺ es diferente del tamaño atómico de Na.

Tamaño atómico en un periodo

En la tabla periódica, una fila se llama período. El tamaño del átomo disminuye a medida que nos movemos de izquierda a derecha en un período. Esta tendencia ocurre porque se añaden protones y electrones a los átomos a medida que nos movemos de izquierda a derecha:

      Orden del número atómico ➝ Li, Be, B, C, N, O, F
    

Ejemplo visual: Comparemos los tamaños de los átomos de Li y F.

Esto sucede porque la adición de protones aumenta la carga positiva en el núcleo, lo que atrae los electrones más cerca del núcleo, haciendo que el átomo sea más pequeño en tamaño.

Tamaño atómico un grupo abajo

En la tabla periódica, la columna se llama grupo. A medida que avanzamos hacia abajo en un grupo, el tamaño atómico aumenta. Este aumento se debe a la adición de nuevos niveles de energía de electrones:

      Orden vertical: Li, Na, K, Rb, Cs
    

Ejemplo visual: Compare el tamaño de los átomos de Li y Cs.

A medida que bajamos en el grupo, se añaden nuevas capas electrónicas, haciendo que el átomo sea más grande.

Tendencias de tamaño iónico

Para entender el tamaño iónico es necesario examinar cómo cambia el tamaño de un átomo cuando forma un ion. La regla general es:

• Cuando un átomo pierde electrones para formar un catión (ion con carga positiva), su tamaño disminuye.
• Cuando un átomo gana un electrón y se convierte en un anión (ion con carga negativa), su tamaño aumenta.

      Catión: Na ➝ Na + (pequeño)
      Anión: Cl ➝ Cl - (grande)
    

Cationes

Los cationes se forman cuando los electrones son removidos de un átomo. La eliminación de electrones reduce la repulsión electrón-electrón, permitiendo que los electrones restantes sean atraídos más cerca del núcleo.

Anión

Los aniones se forman cuando los átomos ganan electrones. Esta ganancia provoca que la repulsión electrón-electrón aumente, lo que hace que los electrones se expandan más, haciendo que el ion sea más grande.

Resumen de tendencias clave

• El tamaño atómico disminuye de izquierda a derecha en un período.
• El tamaño del átomo aumenta al descender en el grupo.
• Los cationes disminuyen de tamaño cuando pierden electrones.
• Los aniones aumentan de tamaño cuando ganan electrones.

Estas tendencias pueden ayudar a predecir la reactividad química y las propiedades de los elementos. Al comprender las fluctuaciones en el tamaño atómico e iónico dentro de la tabla periódica, los estudiantes pueden comprender más fácilmente por qué los elementos se comportan de la manera en que lo hacen en las reacciones químicas.

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