Читать книгу Operaciones básicas del proceso, mezclas y disoluciones. QUIE0108 - Sergio Hurtado Melo - Страница 15

El tamaño o radio de un átomo viene determinado por el tamaño de la corteza electrónica. Fundamentalmente, depende de dos factores:

1 El número de capas que posee el átomo, que viene determinado por número cuántico principal (n); de forma que cuanto mayor sea este número, mayor es el radio del átomo. Al bajar en un mismo grupo (columna), los electrones externos pasan más tiempo lejos del núcleo, lo que hace que aumente el tamaño del átomo, por tanto, el radio atómico aumenta al desplazarse de arriba hacia abajo en un mismo grupo.

2 La carga nuclear efectiva, que es la responsable de atraer a los electrones, incluidos lo más externos, hacia el núcleo. Cuanto mayor sea dicha carga, mayor es la atracción y, por tanto, menor es el radio del átomo, por tanto, dentro de un mismo período (fila) el radio atómico disminuye al desplazarse de izquierda a derecha.

Ejemplo

Ordenaremos los siguientes átomos de menor a mayor radio atómico: P (Z = 15); S (Z = 16); As (Z = 33); Se (Z = 34).

El fósforo (P) y el azufre (S) se encuentran en el mismo período, situándose el S a la derecha del P, por tanto cabe esperar que el radio atómico del primero sea menor que el del P (se recuerda que el radio atómico aumenta de derecha a izquierda). Con el mismo razonamiento se espera que el radio atómico del selenio (Se) sea menor que el del arsénico (As). A su vez, el P y el As se encuentran en el mismo grupo, así como el S y el Se, por tanto, se espera que los radios atómicos del P y S sean menores que los de As y Se, respectivamente (se recuerda que el radio atómico aumenta conforme se baja en un mismo grupo).

Por consiguiente, el S tiene el radio atómico más pequeño y el As el más grande. Pero, entre el P y el Se, ¿cuál de ellos tiene menor radio atómico? Para responder a esta pregunta se ha de partir de que, normalmente, el aumento del radio al bajar por un mismo grupo tiene mayor importancia que el efecto de desplazarse de derecha a izquierda, con lo cual el P tiene menor radio atómico que el Se.

De manera que la distribución queda de la siguiente forma: S < P < Se < As.

Cuando se está estudiando el tamaño de los iones se han de tener en cuenta las dos siguientes particularidades:

1 En los cationes (iones con carga positiva) se reducen las repulsiones entre los electrones, por tanto, los cationes son más pequeños que los átomos con carga neutra del mismo elemento.

2 En los aniones (iones con carga negativa) aumentan las repulsiones entre electrones, haciendo que estos se extiendan más en el espacio, por tanto, los aniones son más grandes que los átomos con carga neutra del mismo elemento.

3 En iones con la misma carga, el tamaño aumenta al bajar por el mismo grupo.

Si hay una serie isoelectrónica de iones, es decir, iones que poseen el mismo número de electrones, el radio atómico disminuye a medida que la carga nuclear (número atómico) aumenta, ya que los electrones son atraídos con más fuerza hacia el núcleo.

Ejemplo

Ordenar de menor a mayor tamaño los siguientes iones: S^2– (Z = 16), Cl ^– (Z = 17), K⁺ (Z = 19), Ca²⁺ (Z = 20).

Es una serie isoelectrónica, donde todos los iones tienen 18 electrones, se tiene: Ca²⁺<K⁺<Cl ^– <S^2-.