La tabla periódica es un mapa de tendencias
La tabla periódica no es una lista para memorizar, sino un mapa. El lugar donde se sitúa un elemento ya te dice sus propiedades. En esta lección seguimos tres tendencias: el radio atómico, la energía de ionización y la electronegatividad. Y las tres se remontan a una sola causa, la carga nuclear efectiva Zeff, el tirón neto que los electrones externos sienten de verdad. Avanza hacia la derecha en un periodo y las capas siguen iguales mientras se acumulan protones, así que Zeff sube; baja por un grupo y las nuevas capas empujan los electrones hacia afuera. En la primera figura coloreamos la tabla según una propiedad y observamos el gradiente.
Elige una propiedad en la tabla. Escoge el radio y la esquina inferior izquierda se ilumina mientras la superior derecha se oscurece: el radio crece hacia la izquierda y hacia abajo. Cambia a energía de ionización o electronegatividad y el coloreado casi se invierte, con la esquina superior derecha encendida. Haz clic en un elemento para leer su valor. La clave es que la misma tabla se convierte en un mapa completamente distinto según la propiedad con la que la colorees.
¿Por qué aparece ese mapa? Empieza recorriendo solo el radio. Da un paso a la derecha en un periodo y el número de capas se mantiene mientras los protones aumentan de uno en uno. Así el tirón que siente el electrón externo, Zeff, crece y la nube electrónica es atraída hacia dentro, encogiendo el radio. En sentido contrario, bajando por un grupo, se añade una capa nueva en cada paso, colocando el electrón externo en una capa más lejana, de modo que el radio crece. Observa el número de anillos y la lectura de Zeff mientras caminas.
La energía de ionización es el coste de arrancar electrones uno a uno. Sigue quitando electrones al sodio (Na). El primero es un electrón de la capa externa sujeto con holgura, así que sale barato. Pero a partir del segundo hay que romper una capa interna, y el coste da un salto brusco. Cada salto grande marca una frontera entre capas. En el Na los saltos aparecen tras quitar 1 electrón y tras quitar 9, revelando exactamente su distribución electrónica 2, 8, 1. Haz clic para apilar la escalera.
La electronegatividad es con qué fuerza cada átomo atrae hacia sí el par de enlace compartido. Desliza la diferencia de electronegatividad ΔEN entre dos átomos. Cuando la diferencia es mínima, la nube electrónica queda centrada: un enlace no polar. Al crecer la diferencia, la nube se inclina hacia el átomo más electronegativo, de modo que un lado adquiere una carga parcial negativa δ− y el otro una carga parcial positiva δ+. Eso es un enlace polar. Cuando la diferencia es muy grande, el electrón prácticamente se transfiere y el enlace se vuelve iónico. Es un solo principio manifestándose a distintas intensidades.
Ahora reúne todas las tendencias en una. El tirón que el electrón externo siente de verdad lo fija Zeff = Z − S, donde Z es el número de protones y S es cuánto lo apantallan los electrones internos. Añade un protón y Zeff sube, así que el radio se encoge mientras la energía de ionización y la electronegatividad ascienden. Añade un electrón de apantallamiento y Zeff baja, moviéndolo todo en sentido contrario. Cruzar un periodo es añadir solo protones; bajar por un grupo añade capas y apantallamiento a la vez, de modo que las tres tendencias se reducen a este único número. Mueve los dos deslizadores y observa las tres barras responder al unísono.