Clasificacion de los elementos

   De acuerdo con la Tabla del Sistema Periódico los elementos químicos se clasifican de la siguiente forma según sus propiedades físicas:

§         Metales

§         Metales de transición.

§         Metaloides

§         No metales

§         Gases Nobles

Metales:

Son elementos químicos que generalmente contienen entre uno y tres electrones en la última órbita, que pueden ceder con facilidad, lo que los convierte en conductores del calor y la electricidad.        

Los metales, en líneas generales, son maleables y dúctiles, con un brillo característico, cuya mayor o menor intensidad depende del movimiento de los electrones que componen sus moléculas.        

El oro y la plata, por ejemplo, poseen mucho brillo y debido a sus características físicas constituyen magníficos conductores de la electricidad, aunque por su alto precio en el mercado se prefiere emplear, como sustitutos, el cobre y el aluminio, metales más baratos e igualmente buenos conductores.

Un 75% de los elementos químicos existentes en la naturaleza son metales y el resto no metales  gases nobles, de transición interna y metaloides.

Metaloides: Son elementos que poseen, generalmente, cuatro electrones en su última órbita, por lo que poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales. Esos elementos conducen la electricidad solamente en un sentido, no permitiendo hacerlo en sentido contrario como ocurre en los metales. El silicio (Si), por ejemplo, es un metaloide ampliamente utilizado en la fabricación de elementos semiconductores para la industria electrónica, como rectificadores diodos, transistores, circuitos integrados, microprocesadores, etc.

No metales: Poseen, generalmente, entre cinco y siete electrones en su última órbita. Debido a esa propiedad, en lugar de ceder electrones su tendencia es ganarlos para poder completar ocho en su última órbita. Los no metales son malos conductores del calor y la electricidad, no poseen brillo, no son maleables ni dúctiles y, en estado sólido, son frágiles.

Gases nobles: Son elementos químicos inertes, es decir, no reaccionan frente a otros elementos, pues en su última órbita contienen el máximo de electrones posibles para ese nivel de energía (ocho en total). El argón (Ar), por ejemplo, es un gas

 noble ampliamente utilizado en el interior de las lámparas incandescentes y fluorescentes. El neón es también otro gas noble o inerte, muy utilizado en textos y ornamentos lumínicos de anuncios y vallas publicitarias extremadamente oxidante y forma cloruros con la mayoría de los elementos.

Enlace covalente

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl, ...). Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto. En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo. El par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la estructura electrónica de gas noble. Se forman así habitualmente moléculas: pequeños grupos de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes. Ejemplo: El gas cloro está formado por moléculas, Cl2, en las que dos átomos de cloro se hallan unidos por un enlace covalente. En la siguiente simulación interactiva están representados 2 átomos de cloro con solo sus capas externas de electrones.

Enlace ionico

Un enlace iónico se forma cuando uno más electrones se transfieren desde el nivel de valencia de un átomo desde el nivel de valencia de otro. El átomo que pierde electrones se convierte en un ion positivo (catión), en tanto que el átomo que adquiere electrones queda cargado negativamente (anión). El enlace iónico resulta de la atracción d una carga contraria.

Cuando la diferencia de electronegatividad es muy grande, el par de Electrones se encuentra sobre el átomo más electronegativo que queda cargado negativamente y el otro queda cargado positivamente. En realidad ha habido una transferencia de un electrón desde un átomo a otro.

De esta manera ambos átomos adquieren la configuración de gas noble y entre los dos iones formados se produce una atracción electrostática.

El enlace iónico se da entre átomos con gran afinidad electrónica, tienen tendencia a ganar electrones, con átomos de baja energía de ionización, requieren poca energía para perder electrones, es decir átomos que tengan gran diferencia de electronegatividad.

El número de iones de signo contrario que rodea a un ion dado se llama índice de coordinación. Por ejemplo, en el cloruro de sodio cada ion sodio está rodeado de seis iones cloruro y cada ion cloruro a su vez, está rodeado de otros seis iones sodio.

La energía del enlace iónico va a depender de la carga que tengan los iones y de la distancia a la que estén situados en la red. Cargas de signo contrario se atraen según la ley de Coulomb, de forma cualitativa se puede considerar que la atracción entre iones de distinto signo aumenta al hacerlo la carga de los mismos y al disminuir la distancia a la que se encuentran situados. 

Modelo de Bohr y Modelo de Lewis

Modelo de Bohr y Modelo de Lewis

La estructura electrónica de un átomo describe las energías y la disposición de los electrones alrededor del átomo. Gran parte de lo que se conoce acerca de la estructura electrónica de los átomos se averiguó observando la interacción de la radiación electromagnética con la materia.Sabemos que el espectro de un elemento químico es característico de éste y que del análisis espectroscópico de una muestra puede deducirse su composición.El origen de los espectros era desconocido hasta que la teoría atómica asoció la emisión de radiación por parte de los átomos con el comportamiento de los electrones, en concreto con la distancia a la que éstos se encuentran del núcleo.El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), propuso un nuevo modelo atómico que se basa en tres postulados.

Lewis propuso su modelo de átomo en 1916 y a la vez pudo explicar de una manera sencilla el enlace químico, como un par de electrones que mantiene unidos a dos átomos. El fundamento del modelo son los pares electrónicos; la estabilidad de los compuestos se explica porque completan 8 electrones en su capa más externa. Con respecto a los compuestos de coordinación, Lewis postuló que:"Los grupos que están unidos al ion metálico, conformando la entidad de coordinación, poseen pares libres de electrones, es decir, que no están compartidos en un enlace y definiá el número de coordinación como el que indica el número real de pares de electrones que están unidos al átomo metálico."En otro aspecto de su teoría, Lewis propuso una definición más general para ácidos y bases, en la cual una base es aquella que tiene un par libre de electrones que puede donar a otro átomo, mientras que un ácido es la sustancia que puede aceptar un par libre de electrones para formar un enlace. En este sentido, el ion metálico en un complejo es un ácido de Lewis y los grupos que están unidos a este ion en la entidad de coordinación son bases de Lewis.

Electronegatividad

Electronegatividad   

La electronegatividad de un elemento mide su tendencia a atraer hacia sí electrones, cuando está químicamente combinado con otro átomo. Cuanto mayor sea, mayor será su capacidad para atraerlos.

     Pauling la definió como la capacidad de un átomo en una molécula para atraer electrones hacia así. Sus valores, basados  en datos termoquímicos, han sido determinados en una escala arbitraria, denominada escala de Pauling, cuyo valor máximo es 4 que es el valor asignado al flúor, el elemento más electronegativo. El elemento menos  electronegativo, el cesio, tiene una electronegatividad de 0,7.

La electronegatividad de un átomo en una molécula está relacionada con su potencial de ionización y su electroafinidad.

        Un átomo con una afinidad electrónica muy negativa y un potencial de ionización elevado, atraerá electrones de otros átomos y además se resistirá a dejar ir sus electrones ante atracciones externas; será muy electronegativo.

La electronegatividad es una medida de la fuerza con la que un átomo atrae un par de electrones de un enlace. Cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre átomos implicados en un enlace más polar será éste.

Los compuestos formados por elementos con electronegatividades muy diferentes tienden a formar enlaces con un marcado carácter iónico