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Relación diagonal

Representación pictórica de ejemplos de relación diagonal.

En química , se dice que existe una relación diagonal entre ciertos pares de elementos diagonalmente adyacentes en el segundo y tercer período (primeros 20 elementos) de la tabla periódica . Estos pares ( litio (Li) y magnesio (Mg), berilio (Be) y aluminio (Al), boro (B) y silicio (Si), etc.) exhiben propiedades similares; por ejemplo, el boro y el silicio son semiconductores y forman haluros que se hidrolizan en agua y tienen óxidos ácidos.

También se han sugerido otras similitudes diagonales para el carbono-fósforo y el nitrógeno-azufre, además de extender las relaciones Li-Mg y Be-Al hasta los elementos de transición (como el escandio ). [1]

La organización de los elementos en la tabla periódica en filas horizontales y columnas verticales hace que ciertas relaciones sean más evidentes ( ley periódica ). El movimiento hacia la derecha y hacia abajo en la tabla periódica tiene efectos opuestos en los radios atómicos de los átomos aislados. El movimiento hacia la derecha a lo largo del período disminuye los radios atómicos de los átomos, mientras que el movimiento hacia abajo en el grupo aumenta los radios atómicos. [2]

De manera similar, al desplazarse hacia la derecha en un período, los elementos se vuelven progresivamente más covalentes [ aclaración necesaria ] , menos básicos y más electronegativos , mientras que al desplazarse hacia abajo en un grupo, los elementos se vuelven más iónicos , más básicos y menos electronegativos. Por lo tanto, tanto al descender en un período como al cruzar un grupo en un elemento, los cambios se "anulan" entre sí, y a menudo se encuentran elementos con propiedades similares que tienen una química similar: el radio atómico, la electronegatividad, las propiedades de los compuestos (y demás) de los miembros de la diagonal son similares.

Las razones de la existencia de relaciones diagonales no se comprenden del todo, pero la densidad de carga es un factor. Por ejemplo, Li + es un catión pequeño con una carga +1 y Mg2 + es algo más grande con una carga +2, por lo que el potencial iónico de cada uno de los dos iones es aproximadamente el mismo. Un examen reveló que la densidad de carga del litio es mucho más cercana a la del magnesio que a la de los otros metales alcalinos. [3] Utilizando el par Li–Mg (a temperatura y presión ambiente):

  1. Cuando se combinan con oxígeno en condiciones estándar, el Li y el Mg forman sólo óxidos normales, mientras que el Na forma peróxido y los metales por debajo del Na, además, forman superóxidos .
  2. El litio es el único elemento del grupo 1 que forma un nitruro estable , Li3N . [4] El magnesio, así como otros elementos del grupo 2 , también forman nitruros. [ 4]
  3. El carbonato, el fosfato y el fluoruro de litio son poco solubles en agua. Las sales correspondientes del grupo 2 son insolubles (piense en energías de red y solvatación).
  4. Tanto el litio como el magnesio forman compuestos organometálicos covalentes. El litio y el magnesio ( MgMe2 ) (cf. reactivos de Grignard ) son reactivos sintéticos valiosos. Los otros análogos del grupo 1 y del grupo 2 son iónicos y extremadamente reactivos (y, por lo tanto, difíciles de manipular). [5]
  5. Los cloruros de Li y Mg son delicuescentes (absorben la humedad del entorno) y solubles en alcohol y piridina . El cloruro de litio , al igual que el cloruro de magnesio (MgCl2 · 6H2O ) , se separa del cristal hidratado LiCl· 2H2O .
  6. Tanto el carbonato de litio como el carbonato de magnesio son inestables y pueden producir óxidos y dióxido de carbono correspondientes cuando se calientan.

Referencias

  1. ^ Rayner-Canham, Geoff (1 de julio de 2011). "Isodiagonalidad en la tabla periódica". Fundamentos de la química . 13 (2): 121–129. doi :10.1007/s10698-011-9108-y. ISSN  1572-8463. S2CID  97285573.
  2. ^ Ebbing, Darrell y Gammon, Steven D. (2009). "Radio atómico". Química general (PDF) (novena edición). Houghton Mifflin. págs. 312–314. ISBN 978-0-618-93469-0Archivado desde el original (PDF) el 10 de febrero de 2019. Consultado el 10 de febrero de 2019 .{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  3. ^ Rayner-Canham, Geoffrey (22 de diciembre de 2013). Química inorgánica descriptiva . Overton, Tina (sexta edición). Nueva York, NY. ISBN 978-1-4641-2557-7.OCLC 882867766  .{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  4. ^ ab Clark, Jim (2005). "Reacciones de los elementos del grupo 2 con aire u oxígeno". chemguide . Consultado el 30 de enero de 2012 .
  5. ^ Shriver, Duward (2006). Química inorgánica (4.ª ed.). Oxford University Press. ISBN 978-0199264636. Li/Mg pág. 259; Be/Al pág. 274; B/Si pág. 288.