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Tarea de Edafología. Potencial iónico.

 Tarea.



Define potencial iónico e indica el potencial iónico de cinco metales alcalinos o alcalinotérreos.


Proemio.


El presente trabajo tiene como objetivo resolver una tarea escolar, bajo las premisas enunciadas, sin embargo para resolver dicho problema tenemos que definir ¿Qué se entiende por potencial iónico?, a fin de responder la siguiente pregunta, la cual  es indicar el potencial iónico de cinco metales alcalinos o alcalinotérreos.


Desarrollo




Energía de ionización de un átomo.

Es la energía necesaria para eliminar un electrón de ese átomo en la fase gaseosa. En el caso e un átomo de sodio gaseoso, el proceso de ionización sería:

Na(g)+energíaNa+(g)+e-

Es un proceso endotérmico, y el signo de la energía de ionización es siempre positivo.

La energía de primera ionización, para los elementos de los bloques s y p,generalmente aumenta al avanzar por un periodo y disminuye al bajar por un grupo, debido a que refleja el radio atómico creciente, pues es más fácil eliminar un electrón de un átomo más grande.


La energía de ionización (Ei) es la energía necesaria para separar un electrón en su estado fundamental de un átomo de un elemento en estado gaseoso.

El potencial de ionización (PI) es la energía mínima requerida para separar un electrón de un átomo o molécula específica a una distancia tal que no exista interacción electrostática entre el ion y el electrón.​Inicialmente se definía como el potencial mínimo necesario para que un electrón saliese de un átomo que queda ionizado. El potencial de ionización se medía en voltios. En la actualidad, sin embargo, se mide en electronvoltios (aunque no es una unidad del SI) aunque está aceptada o en julios por mol. El sinónimo de energía de ionización (EI) se utiliza con frecuencia. La energía para separar el electrón unido más débilmente al átomo es el primer potencial de ionización; sin embargo, hay alguna ambigüedad en la terminología. Así, en química, el segundo potencial de ionización del litio es la energía del proceso.


En física, el segundo potencial de ionización es la energía requerida para separar un electrón del nivel siguiente al nivel de energía más alto del átomo neutro o molécula, p.


Se puede estudiar como pi=q/r, siendo "q" la carga del elemento.

Los elementos alcalinos, grupo 1, son los que tienen menor energía de ionización en relación a los restantes de sus periodos. Ello es por sus configuraciones electrónicas más externas ns1, que facilitan la eliminación de ese electrón poco atraído por el núcleo, ya que las capas electrónicas inferiores a n ejercen su efecto pantalla entre el núcleo y el electrón considerado.

En los elementos alcalinotérreos, grupo 2, convergen dos aspectos, carga nuclear efectiva mayor y configuración externa ns2 de gran fortaleza cuántica, por lo que tienen mayores energías de ionización que sus antecesores.




El potencial de ionización es la energía que es necesaria suministrarle a un átomo para arrancarle un electrón de su capa de valencia, convirtiendo el átomo en un ion positivo o catión


Energía necesaria para suministrar a un átomo, para arrancarle un electrón de su capa de valencia.


El potencial iónico (φ) se define, de acuerdo con la ecuación (1,1), como la relación entre la valencia

(z) del ión y su radio iónico (Ri)

 φ = (z/Ri) (1)

El radio iónico es, al igual que el radio atómico, la

distancia entre el centro del núcleo del átomo y el

electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ión /


Concluyendo, el potencial iónico es la distancia entre la valencia del ión, y el radio atómico. Esto es:

=z/Ri

De la cual se deduce que Z son los electrones de valencia, y Ri es el Radio Iónico, el cual es la distancia entre dos núcleos de dos átomos unidos por un enlace externo.

De lo cual se cumple, que:

  1. Los cationes son más pequeños que el átomo de procedencia.

  2. Los aniones son más grandes que el átomo de donde provienen.

  3. Los cationes isoelectrónicos son, tanto más pequeños, cuanto mayor es su carga; en tanto que los aniones isoelectrónicos son tanto mayores, como mayor es su carga.

Lo cual, nos permite obtener dicho resultado.

¿Cuáles son los elementos alcalinos y los elementos alcalinotérreos?

Los elementos alcalinos son los que forman parte del Grupo 1A de la tabla periódica de los elementos, con orbital s1, tales como el Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

Los elementos alcalinotérreos forman parte del Grupo 2A, que cuentan con orbital s2, tales como el Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

Recordemos que los electrones de valencia son determinados por su ubicación dentro de la Tabla periódica de los elementos.

Elementos

Electrones de valencia.

Radio Atómico.

Radio iónico.

Potencial iónico.


Li

1

152

0.53

0.53

Na

1

186

0.98

0.98

K

1

227

1.33

1.33

Be

2

112

0.27

0.135

Mg

2

160

0.78

0.39

Ca

2

197

1.06

0.530

Sr

2

215

1.13

0.565

Conclusiones.


  1. El potencial iónico es una relación entre los electrones de valencia y el radio iónico.

  2. Es una propiedad periódica, ya que depende,tanto del radio iónico, como de los electrones de valencia.

  3. De hecho, los metales de transición tienen mayor potencial iónico, y los metales alcalinotérreos, tienen mayor potencial de ionización que los metales alcalinos.

  4. De esa relación dependen tanto, la energía necesaria para suministrar a un átomo, para arrancarle un electrón, y convertirlo en un ion positivo, el cual es un catión.

  5. Por último, dicha distancia, la del radio atómico, debe ser de tal forma, que no exista interacción entre el ión y el electrón.

  6. El Calcio y el Estroncio tienen un potencial iónico similar.

  7. Pueden existir muchas definiciones, pero una o varias, son las que nos dan camino a la solución correcta del problema.

  8. En el semestre anterior hicimos la tarea anterior, pero no dió el resultado esperado.

  9. La tendencia del potencial iónico es que al aumentar el número atómico, va disminuyendo el potencial iónico.

  10. Anexo los gráficos:




Bibliografía.

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Moore, John W., et al. El mundo de la Química. Conceptos y Aplicaciones. Segunda Edición ed., vol. Único, Ciudad de México, Pearson Educación, 2000. ISBN 968-444-365-X vols.

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