Por Veronica Mitchell Actualizado el 30 de agosto de 2022
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Los átomos reaccionan ganando, perdiendo o compartiendo electrones. Su reactividad depende de la facilidad con la que puedan alterar su capa electrónica externa.
Los átomos están formados por tres partículas subatómicas:protones, neutrones y electrones. El número atómico (recuento de protones) identifica el elemento; por ejemplo, cualquier átomo con seis protones es carbono. Los átomos neutros mantienen un número igual de protones cargados positivamente y electrones cargados negativamente. Los electrones orbitan alrededor del núcleo en niveles de energía, o capas, que están dispuestos más cerca o más lejos del núcleo. Cada capa puede acomodar sólo un número limitado de electrones, por lo que los electrones más externos, conocidos como electrones de valencia, son cruciales para determinar el comportamiento químico.
Debido a que el número de electrones es igual al número de protones, la mayoría de los átomos tienen una capa exterior parcialmente llena. Cuando los átomos se encuentran con otras especies, tienden a alcanzar una capa de valencia completa, ya sea perdiendo electrones, ganándolos o compartiéndolos a través de enlaces covalentes. Este impulso hacia una configuración estable permite a los químicos predecir la reactividad de un átomo examinando su configuración electrónica. Los gases nobles como el neón y el argón son inertes porque ya poseen una capa exterior completa y rara vez participan en reacciones a menos que se expongan a condiciones extremas.
La tabla periódica organiza los elementos de manera que los átomos con propiedades similares aparezcan en la misma columna o grupo. Los elementos del grupo 1 (sodio, potasio y otros) contienen cada uno un único electrón de valencia que está débilmente retenido por el núcleo. En consecuencia, estos átomos pierden fácilmente ese electrón, lo que los vuelve altamente reactivos. Por el contrario, los elementos del Grupo 17 tienen un espacio vacío en su capa exterior; están ansiosos por aceptar un electrón, lo que explica su alta electronegatividad y reactividad.
La energía de ionización (IE) es la energía necesaria para eliminar un electrón de un átomo. Una primera energía de ionización baja indica que un átomo puede desprenderse fácilmente de su electrón externo. Las energías de ionización se miden para la eliminación sucesiva de electrones:el primer I.E. elimina el electrón más externo, el segundo elimina el siguiente, y así sucesivamente. Por ejemplo, el calcio (Grupo 2) tiene un primer I.E. de 590 kJmol⁻¹ y un segundo I.E. de 1145 kJmol⁻¹, pero un tercio I.E. de 4912 kJmol⁻¹. Estos valores sugieren que el calcio normalmente pierde sus dos primeros electrones durante las reacciones químicas.
La afinidad electrónica (Eₐ) mide la facilidad con la que un átomo acepta un electrón. Una afinidad electrónica altamente negativa indica una fuerte tendencia a ganar un electrón. El flúor, el elemento más reactivo, tiene una afinidad electrónica de –328 kJmol⁻¹, lo que lo hace excepcionalmente dispuesto a aceptar electrones. Al igual que las energías de ionización, las sucesivas afinidades electrónicas revelan cómo se comportará un elemento al interactuar con otras especies.
