Libro de Saberes y Pensamiento Cientifico 3

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Propiedades periódicas: radio atómico y energía de ionización

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Respuesta rápida

Radio atómico: al aumentar el periodo en una familia aumenta (Li 1,52 < Na 1,86 < K 2,27 Å). Energía de ionización: disminuye porque el electrón de valencia queda más alejado del núcleo.

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Solución — Página 262

Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Telesecundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Ejercicio 1

Contenido de la página (teoría)

Ejercicio 1

Organización de la tabla periódica

Los elementos se ordenan en la tabla periódica según su número de protones (número atómico).
En un átomo neutro, el número de cargas positivas (protones) es igual al de cargas negativas (electrones), por lo tanto: número de protones = número de electrones.
Los electrones orbitan el núcleo; a mayor número de electrones, mayor es el tamaño del átomo.

Ejercicio 2

Periodos y periodicidad

Las filas horizontales de la tabla periódica se llaman periodos.
Al aumentar el número de periodo aumenta la cantidad de electrones que orbitan y, por ende, aumenta el tamaño del átomo.
Periodicidad es el aumento o disminución de una propiedad en función del periodo o fila a la que pertenece el átomo.

Ejercicio 3

Radio atómico

El radio atómico se expresa en Ángstroms ( $\text{\AA}$ ) y, según los valores de la figura, sigue tendencias claras:

Al descender en una misma familia (aumentar el periodo), el radio crece. Ejemplo, familia del litio:
- $\text{Li}: 1{,}52 \, \text{\AA} \rightarrow \text{Na}: 1{,}86 \, \text{\AA} \rightarrow \text{K}: 2{,}27 \, \text{\AA}$
Al avanzar dentro de un mismo periodo, el radio disminuye (el número de protones crece y atrae más a los electrones). Ejemplo, periodo 2:
- $\text{Li}: 1{,}52 \, \text{\AA} > \text{Be}: 1{,}12 \, \text{\AA} > \text{B}: 0{,}85 \, \text{\AA} > \dots > \text{Ne}: 0{,}71 \, \text{\AA}$
Otros valores de la figura: $\text{H} = 0{,}37 \, \text{\AA}$ , $\text{He} = 0{,}31 \, \text{\AA}$ , $\text{Mg} = 1{,}60 \, \text{\AA}$ , $\text{Ca} = 1{,}97 \, \text{\AA}$ , $\text{Al} = 1{,}43 \, \text{\AA}$ , $\text{Si} = 1{,}18 \, \text{\AA}$ .

Ejercicio 4

Energía de ionización

Definición: es la energía necesaria para separar un electrón de un átomo en estado gaseoso.
Se mide en electronvoltios ( $\text{eV}$ ).
Indica qué tan fácil o difícil es desprender los electrones del átomo.
Tendencia: al aumentar el periodo (misma familia), el átomo es más grande, el electrón de valencia está más alejado del núcleo y se desprende con más facilidad; por ello la energía de ionización disminuye al aumentar el periodo.

Relación entre ambas propiedades

Propiedad	Al aumentar el periodo (misma familia)	Motivo
Radio atómico	Aumenta	Más capas electrónicas, electrones más alejados
Energía de ionización	Disminuye	El electrón último está más lejos, se desprende con menos energía

$\text{Radio atómico} \uparrow \quad \Longrightarrow \quad \text{Energía de ionización} \downarrow$

Respuesta

El radio atómico aumenta y la energía de ionización disminuye conforme aumenta el periodo en una familia.

Contenido de la página

Propiedades periódicas

Las filas que componen la tabla periódica (agrupaciones de manera horizontal) se conocen como periodos: al aumentar el número del periodo, aumenta el de electrones que orbitan y, por ende, aumenta el tamaño del átomo. A esto se le conoce como periodicidad, es decir, el aumento o disminución de una propiedad en función del periodo o fila a la que pertenece el átomo en cuestión.

Radio atómico

En la imagen se muestran algunos valores de radio atómico y su tamaño relativo. Los números representan el valor de radio atómico, el cual se expresa en Ángstroms ( $\text{\AA}$ ). Se aprecia la tendencia de incremento del tamaño cuando en una misma familia el periodo aumenta.

Valores de radio atómico ( $\text{\AA}$ ):

Periodo	H	He	Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
Radio (Å)	0,37	0,31	1,52	1,12	0,85	0,77	0,75	0,73	0,72	0,71

Periodo	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
Radio (Å)	1,86	1,60	1,43	1,18	1,10	1,03	1,00	0,98

Periodo	K	Ca	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Radio (Å)	2,27	1,97	1,35	1,22	1,20	1,19	1,14	1,12

Energía de ionización

Otra propiedad que tiene una tendencia periódica es la energía de ionización, la cual se define como la energía que se necesita para separar un electrón de un átomo en estado gaseoso.

La energía de ionización se mide en electronvoltios ( $\text{eV}$ ) e indica qué tan fácil o difícil es separar los electrones de un átomo. Al aumentar el número atómico en una misma familia, es decir, si aumenta el periodo, se incrementa la cantidad de electrones que orbitan el núcleo y, por lo tanto, los últimos electrones se encuentran más alejados y es más fácil desprenderlos; por esta razón la energía de ionización disminuye al aumentar el periodo.

Ejemplos resueltos

Comparar el radio atómico de Li, Na y K (misma familia) y explicar la tendencia.

Valores: $\text{Li} = 1{,}52 \, \text{\AA}$ , $\text{Na} = 1{,}86 \, \text{\AA}$ , $\text{K} = 2{,}27 \, \text{\AA}$ .
Li está en periodo 2, Na en periodo 3 y K en periodo 4.
Al aumentar el periodo el radio crece: $1{,}52 < 1{,}86 < 2{,}27 \, \text{\AA}$ .
Causa: cada periodo añade una capa electrónica, los electrones quedan más alejados del núcleo. Respuesta: El radio crece al descender en la familia: $\text{Li} < \text{Na} < \text{K}$ .

Explicar por qué la energía de ionización disminuye al aumentar el periodo.

Al aumentar el periodo hay más capas electrónicas.
El electrón más externo está a mayor distancia del núcleo.
La fuerza de atracción núcleo-electrón disminuye con la distancia ( $F \propto \frac{1}{r^{2}}$ ).
Menor atracción implica menos energía para desprenderlo. Respuesta: Porque el electrón de valencia está más alejado y se desprende con menor energía.

Tabla

Propiedad	Al aumentar el periodo (misma familia)	Motivo
Radio atómico	Aumenta	Se añaden capas electrónicas
Energía de ionización	Disminuye	El electrón de valencia está más alejado

Fórmulas y ecuaciones

Radio atómico expresado en Ångstroms: $r$ en $\text{\AA}$

Energía de ionización medida en $\text{eV}$

En átomo neutro: $Z = N_{electrones}$

$N_{protones}$ = $N_{electrones}$ $\text{ (átomo neutro)}$

$E_{ionización}$ : X(g) $\rightarrow$ $X^{+}(g)$ + $e^{-}$

$\text{Radio atómico}$ $\uparrow$ $\text{ al aumentar el periodo}$ $\Rightarrow$ $E_{ionización}$ $\downarrow$

Glosario (7)

Periodo: Fila horizontal de la tabla periódica; al aumentar el periodo aumenta el número de electrones y el tamaño del átomo.
Periodicidad: Aumento o disminución de una propiedad química o física en función del periodo o fila a la que pertenece el átomo.
Radio atómico: Distancia entre el núcleo y el electrón más externo; se mide en Ángstroms (Å).
Ángstrom (Å): Unidad de longitud igual a 10⁻¹⁰ m, usada para expresar distancias atómicas.
Energía de ionización: Energía necesaria para separar un electrón de un átomo gaseoso; se mide en electronvoltios (eV).
Electronvoltio (eV): Unidad de energía igual a la que adquiere un electrón al atravesar una diferencia de potencial de 1 voltio.
Átomo neutro: Átomo con igual número de protones (cargas positivas) que electrones (cargas negativas).

Preguntas para practicar

¿Qué es la periodicidad y por qué se llama así a esa propiedad de la tabla periódica?

La periodicidad es el aumento o disminución de una propiedad (por ejemplo el tamaño del átomo o la energía de ionización) en función del periodo o fila a la que pertenece el átomo. Se llama así porque el comportamiento se repite de forma cíclica: los elementos de una misma familia presentan tendencias similares conforme aumenta el periodo.

Usando los valores de la figura, compara el radio atómico de los elementos de la familia del litio y explica qué ocurre.

Litio (periodo 2) tiene $1{,}52 \, \text{\AA}$, sodio (periodo 3) $1{,}86 \, \text{\AA}$ y potasio (periodo 4) $2{,}27 \, \text{\AA}$; el radio crece al aumentar el periodo porque se añaden capas electrónicas y los electrones quedan más alejados del núcleo.

¿Por qué el neón (Ne) tiene mayor energía de ionización que el litio (Li)?

El neón está al final del periodo 2, es pequeño y sus electrones están muy cerca del núcleo con una alta efectiva atracción, por lo que cuesta mucho más separar uno de ellos. El litio, más grande y con un solo electrón de valencia, lo pierde con mucha menos energía.

Temas y conceptos clave

Propiedades periódicasRadio atómicoEnergía de ionizaciónPeriodicidadperiodofamiliaradio atómicoÁngstromenergía de ionizaciónelectronvoltioátomo neutroperiodicidad

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Figuras de la página (2)

Círculos de tamaños relativos que representan el radio atómico de elementos de los periodos 1 a 4 (H, He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar, K, Ca, Ga, Ge, As, Se, Br, Kr) con su valor en Ångstroms debajo de cada uno; los círculos crecen al bajar en cada familia. — Figura 1 image

Diagrama del modelo atómico con un haz de energía entrando (flecha azul etiquetada 'Energía') que expulsa a un electrón (punto azul con signo menos) fuera del átomo, ilustrando el proceso de ionización. — Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es la periodicidad en la tabla periódica?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cómo cambia el radio atómico dentro de una misma familia?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Qué es la energía de ionización y en qué unidades se mide?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Estructura del átomo (núcleo, protones, electrones)
• Tabla periódica: periodos y familias
• Concepto de átomo neutro

Siguiente tema sugerido

Electronegatividad y otras tendencias periódicas

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1810 caracteres

Los elementos se han acomodado en la tabla periódica según el número de protones presentes en ellos; en un átomo neutro (igual número de cargas positivas que negativas), el número de protones es el mismo que el de los electrones presentes. Los electrones son partículas que orbitan el núcleo del átomo, por lo tanto, a mayor número de electrones,mayor tamano del átomo. Las fi las que componen la tabla periódica (agrupaciones de manera horizontal) se conocen como periodos: al aumentar el número del periodo, aumenta el de electrones que orbitan y por ende, aumenta el tamano del átomo. A esto se le conoce como periodicidad, es decir, el aumento o disminución de una propiedad en función del periodo o fila al que pertenece el átomo en cuestión. En la siguiente imagen,se muestran algunos valores de radio atómico y su tamano relativo.

Los números de la imagen representan el valor de radio atómico, el cual se expresa en Angstroms (A). Se aprecia la tendencia de incremento del tamano cuando en una misma familia el periodo aumenta.

Otra propiedad que tiene una tendencia periódica es la energía de ionización, la cual se define como la energía que se necesita para separar un electrón de un átomo en estado gaseoso. Su representación se muestra en la siguiente imagen:

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La energia de ionización se mide en electronvoltios (eV) e indica qué tan fácil o dificil es separar los electrones de un átomo. Al aumentar el número atómico en una misma familia, es decir, si aumenta el periodo, se incrementa la cantidad de electrones que orbitan el núcleo y, por lo tanto, los últimos electrones se encuentran más alejados y es más fácil desprenderlos; por esta razón la energia de ionización disminuye al aumentar el periodo.

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