Conceptos Fundamentales de Química: Leyes, Números Cuánticos y Propiedades Periódicas

Leyes Ponderales

• Conservación de la masa: La masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. Aunque se realice una reacción y se mezclen componentes, al final se seguirán teniendo los mismos productos.
• Proporciones definidas: Dos o más elementos que se combinan para formar un cierto compuesto mantienen una relación constante e independiente del procedimiento para formarlo.

Números Cuánticos

Los números cuánticos describen el comportamiento de los electrones en un átomo.

• n: Designa el nivel de energía. Cuanto más alejado del núcleo, mayor energía.
• l: Determina la forma del orbital y la energía dentro de cada nivel.
• m_l: Indica la orientación del orbital en el espacio. Explica el desplazamiento de las líneas espectrales al aplicar un campo magnético externo.
• m_s: Da el valor de una propiedad intrínseca del electrón y de otras partículas elementales, conocida como espín.

Efecto Fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico ocurre cuando una radiación electromagnética incide sobre una superficie metálica y esta desprende electrones. Se caracteriza por:

1. Se produce si la frecuencia de la radiación es superior a una cierta frecuencia umbral, que es la mínima con la que el electrón salta, y es necesaria para arrancar el electrón.
2. Los electrones emitidos tienen una energía cinética que aumenta a medida que aumenta la frecuencia de la radiación.
3. Al aumentar la intensidad de la radiación no cambia la energía de los electrones emitidos, pero aumenta su número por unidad de tiempo.

Según Einstein, la radiación electromagnética está formada por cuantos de energía llamados fotones.

E_onda = E_{umbral mínima} + E_cinética

Propiedades Periódicas

Las propiedades periódicas son propiedades físicas y químicas que varían con regularidad a lo largo de los grupos y de los períodos.

Radio Atómico

El radio atómico permite conocer el tamaño aproximado de un elemento y compararlo con el de otros átomos.

• Dentro de un grupo, el radio atómico aumenta conforme disminuye el número atómico.
• Dentro de un período, el radio atómico aumenta conforme disminuye el número atómico.

Radio Iónico

El radio iónico se refiere al cambio de volumen que experimenta un átomo al ionizarse.

• Si pierde electrones, se convierte en un catión y su radio disminuye.
• Si gana electrones, se convierte en un anión y su radio aumenta.

Energía de Ionización

La energía de ionización es la energía involucrada en el proceso por el que un átomo neutro de un elemento X, en estado gaseoso, cede un electrón de su nivel externo y se convierte en un ion monopositivo.

• Dentro de un grupo, la energía de ionización aumenta al subir en el grupo.
• Dentro de un período, aumenta al avanzar en el período.

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica es la energía intercambiada en el proceso por el que un átomo neutro de un elemento X, en estado gaseoso, recibe un electrón y se convierte en un ion mononegativo.

• Dentro de un grupo, la afinidad electrónica (A) aumenta al aumentar el número atómico.
• Dentro de un período, A aumenta conforme disminuye el número atómico.

X_(g) + 1e^- + A → X^-_(g)

Se cambia el sentido de las flechas porque la afinidad electrónica es negativa, y se tiene en cuenta el valor absoluto.

Electronegatividad

La electronegatividad de un elemento es la capacidad de un átomo de este para atraer electrones de la molécula de la que forma parte.

• Dentro de un grupo, los átomos más electronegativos son los de menor número atómico.
• Dentro de un período, son los de mayor número atómico.