Los elementos están hechos de átomos, y la estructura del átomo determina cómo se comportará al interactuar con otros productos químicos. La clave para determinar cómo se comportará un átomo en diferentes ambientes radica en la disposición de los electrones dentro del átomo.

TL; DR (Demasiado largo; No lo leyó)

Cuando un átomo reacciona , puede ganar o perder electrones, o puede compartir electrones con un átomo vecino para formar un enlace químico. La facilidad con la que un átomo puede ganar, perder o compartir electrones determina su reactividad.

Estructura atómica

Los átomos consisten en tres tipos de partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. La identidad de un átomo está determinada por su número de protón o número atómico. Por ejemplo, cualquier átomo que tenga 6 protones se clasifica como carbono. Los átomos son entidades neutrales, por lo que siempre tienen el mismo número de protones cargados positivamente y electrones cargados negativamente. Se dice que los electrones orbitan alrededor del núcleo central, mantenidos en posición por la atracción electrostática entre el núcleo cargado positivamente y los electrones mismos. Los electrones están dispuestos en niveles de energía o capas: áreas definidas de espacio alrededor del núcleo. Los electrones ocupan los niveles de energía más bajos disponibles, es decir, los más cercanos al núcleo, pero cada nivel de energía solo puede contener un número limitado de electrones. La posición de los electrones más externos es clave para determinar el comportamiento de un átomo.

Nivel de energía exterior completo

El número de electrones en un átomo está determinado por la cantidad de protones. Esto significa que la mayoría de los átomos tienen un nivel de energía exterior parcialmente lleno. Cuando los átomos reaccionan, tienden a intentar alcanzar un nivel de energía externo total, ya sea al perder electrones externos, al obtener electrones extra o al compartir electrones con otro átomo. Esto significa que es posible predecir el comportamiento de un átomo al examinar su configuración electrónica. Los gases nobles como el neón y el argón son notables por su carácter inerte: no toman parte en reacciones químicas, excepto en circunstancias muy extremas, ya que tienen un nivel de energía externo total estable.

The Periodic Table

La Tabla Periódica de los Elementos está organizada de modo que los elementos o átomos con propiedades similares se agrupen en columnas. Cada columna o grupo contiene átomos con una disposición de electrones similar. Por ejemplo, elementos como el sodio y el potasio en la columna de la izquierda de la Tabla Periódica contienen cada uno 1 electrón en su nivel de energía más externo. Se dice que están en el Grupo 1, y dado que el electrón externo solo se siente débilmente atraído por el núcleo, puede perderse fácilmente. Esto hace que los átomos del Grupo 1 sean altamente reactivos: pierden rápidamente su electrón externo en reacciones químicas con otros átomos. Del mismo modo, los elementos en el Grupo 7 tienen una sola vacante en su nivel de energía exterior. Dado que los niveles de energía exterior total son los más estables, estos átomos pueden atraer fácilmente un electrón adicional cuando reaccionan con otras sustancias.

Energía de ionización

Energía de ionización (IE) es una medida de la facilidad con el cual los electrones se pueden eliminar de un átomo. Un elemento con poca energía de ionización reaccionará fácilmente al perder su electrón externo. La energía de ionización se mide por la eliminación sucesiva de cada electrón de un átomo. La primera energía de ionización se refiere a la energía requerida para eliminar el primer electrón; la segunda energía de ionización se refiere a la energía requerida para eliminar el segundo electrón, y así sucesivamente. Al examinar los valores de las energías de ionización sucesivas de un átomo, se puede predecir su comportamiento probable. Por ejemplo, el calcio del elemento del Grupo 2 tiene una baja 1.E.E. de 590 kilojulios por mol y un 2 ° I.E. de 1145 kilojulios por mol. Sin embargo, el 3er I.E. es mucho más alto a 4912 kilojulios por mol. Esto sugiere que cuando el calcio reacciona es más probable que pierda los dos primeros electrones fácilmente extraíbles.

Afinidad de electrones

La afinidad de electrones (Ea) es una medida de la facilidad con que un átomo puede obtener electrones extra . Los átomos con bajas afinidades electrónicas tienden a ser muy reactivos, por ejemplo, el flúor es el elemento más reactivo en la Tabla Periódica y tiene una afinidad electrónica muy baja a -328 kilojulios por mol. Al igual que con la energía de ionización, cada elemento tiene una serie de valores que representan la afinidad electrónica de agregar el primer, segundo y tercer electrones, y así sucesivamente. Una vez más, las afinidades electrónicas sucesivas de un elemento dan una indicación de cómo reaccionará.