Sistema periòdic
- Taula periòdica i configuració electrònica
- Apantallament i càrrega nuclear efectiva
- Propietats periòdiques
Descarrega aquestes diapositives en format PDF 📥
Taula periòdica i configuració electrònica
La taula periòdica dels elements organitza els 118 elements coneguts en 7 períodes (files) i 18 grups (columnes), ordenats pel seu nombre atòmic $Z$.
.](/media/sistema-periodico-2Bach-quimica/taula-periodica-elements_hufec10b4da5697b3dfd407a8405711bae_162509_ca92f6d4d50c5e12dc323892b29794db.webp)
Els elements que apareixen aquí en vermell són excepcions. Exemples notables són el Cu ([Ar] 4s1 3d10) i el Cr ([Ar] 4s1 3d5), pel fet que els orbitals d són més estables quan estan plens o semiplens, per raons de simetria.
Apantallament i càrrega nuclear efectiva
(continua cap avall)
👇
Apantallament
L’efecte pantalla o apantallament, $a$, consisteix en l’atenuació de la força d’atracció del nucli sobre un electró, a causa de la repulsió d’altres electrons. Com més allunyat estigui un electró del nucli, més apantallat estarà.
Càrrega nuclear efectiva
Es tracta de la càrrega positiva neta, $Z\_\mathrm{eff}$, que experimenta un electró degut a l’apantallament. La càrrega nuclear efectiva augmenta d’esquerra a dreta al llarg d’un període i és constant al llarg d’un grup.
Les regles de Slater ens permeten calcular-la, d’acord amb l’expressió:
$$ Z_\mathrm{eff} = Z - a, $$on $Z$ és el nombre atòmic de l’element i $a$ l’apantallament patit per l’electró, tenint en compte que els electrons de core (interns) produeixen un major apantallament que els que es troben en el seu mateix nivell energètic:
\begin{align*} \text{electrons de core (interns)} &\rightarrow a = 1 \\ \text{electrons de valència (mateix nivell)} &\rightarrow a < 1 \end{align*}
Exemple
Àtom de beril·li (4Be) $\rightarrow \mathrm{1s^2 2s^2}$
Cadascun dels dos electrons de valència pateix el següent apantallament:
- Electrons de core $\mathrm{1s^2}$
- Cadascun d’ells produeix un apantallament màxim: $a=2$.
- Electrons de valència $\mathrm{2s^1}$
- $a<1$.
Sent l’apantallament total $2
Propietats periòdiques
(continua cap avall)
👇
Radi atòmic $r$
Definim el radi atòmic d’un element com la meitat de la distància internuclear mínima que presenta una molècula diatòmica d’aquest element en estat sòlid.
Al llarg d’un període
La càrrega nuclear efectiva augmenta, els electrons de valència estan més atrets pel nucli i, per tant, disminueix el radi atòmic.
Al llarg d’un grup
La càrrega nuclear efectiva és constant però augmenta el nombre de capes, per la qual cosa el radi atòmic augmenta.
Radi iònic
És el radi que presenta un ió monoatòmic en un cristall iònic.
Cations
Tenen un menor número d’electrons, pel que l’apantallament patit pels electrons de valència és menor, augmentant així la càrrega nuclear efectiva que experimenten i provocant que tinguin un menor radi atòmic comparant-los amb els seus elements neutres de referència.
Anions
Tenen un major número d’electrons, pel que l’apantallament patit pels electrons de valència és major, disminuint així la càrrega nuclear efectiva que experimenten i provocant que tinguin un major radi atòmic comparant-los amb els seus elements neutres de referència.
$$ r_\text{catió} < r_\text{neutre} < r_\text{anió} $$Potencial d’ionització $E_\mathrm i$
Definim el potencial o energia d’ionització com la mínima energia que cal proporcionar a un àtom neutre, X, en estat gasós i en el seu estat electrònic fonamental, per a arrencar un electró de la seva escorça, formant un catió X+.
$$ \mathrm {X(g)} + E_\mathrm i \longrightarrow \mathrm{X^+(g)} + 1\thinspace\mathrm e^- $$Afinitat electrònica $E_\mathrm{ea}$
L’afinitat electrònica és l’energia alliberada quan un àtom neutre, X, en estat gasós i en el seu estat fonamental, capta un electró, formant un anió X–.
$$ \mathrm{X(g)} + 1\thinspace\mathrm e^- \longrightarrow \mathrm{X^-(g)} + E_\mathrm{ea} $$Electronegativitat $\chi$
L’electronegativitat és una mesura de la tendència d’un àtom a atreure un parell d’electrons que comparteix amb un altre àtom al qual està unit mitjançant un enllaç químic.
Al llarg d’un període
La càrrega nuclear efectiva augmenta, els electrons de valència són més atrets pel nucli i per tant augmenten l’energia d’ionització, l’afinitat electrònica i l’electronegativitat.
Al llarg d’un grup
La càrrega nuclear efectiva és constant però augmenta el radi, pel que els electrons són menys atrets i per tant disminueixen l’energia d’ionització, l’afinitat electrònica i l’electronegativitat.
Exportar a PDF
📥 Fes clic aquí i segueix aquestes instruccions:
- Obre el diàleg d’Impressió (Control-P si ets al Windows).
- Canvia la Destinació a Desa com a PDF.
- Canvia el Disseny a Horizontal.
- Canvia els Marges a Cap.
- Activa l’opció Gràfics de fons.
El procés, en principi, només funciona amb Google Chrome.