¿Por qué el helio y el litio son tan diferentes, mientras que el litio y el berilio son similares?

¿Cómo es posible que el helio, que tiene 2 protones, y el litio, que tiene 3 protones, sean tan diferentes en cuanto a sus propiedades físicas? ¿Cómo es que uno es un gas a temperatura ambiente y el otro es un metal sólido?

Entonces, ¿por qué el litio y el berilio, el último con un protón más que el primero, son metales y sólidos a temperatura ambiente?

Ahora, si eliminas los neutrones de los núcleos de cualquier elemento (excepto el hidrógeno), forman isótopos que tienen propiedades químicas similares y propiedades físicas diferentes, sin dejar de ser un átomo del mismo elemento; por lo tanto, los protones, si lo entiendo correctamente, son lo que determina si un elemento es un gas o un sólido a temperatura ambiente, y no los neutrones (o incluso los electrones). ¿Es esto cierto?

La pregunta más profunda es por qué las propiedades de los elementos y sus átomos cambian significativamente, en algunos casos como con el helio y el litio, simplemente por tener un protón adicional en su núcleo, si los componentes básicos de los protones (quarks) son idénticos para cada uno. ¿protón? Entonces, en el caso del litio y el berilio, ¿por qué el cambio en las propiedades físicas es tan sutil en comparación con el primer caso?

Editar

Esta pregunta ya se ha hecho antes, sin embargo, estoy específicamente interesado en el helio y el litio: ¿por qué uno es un gas y el otro un metal sólido a temperatura ambiente, con propiedades químicas y físicas completamente diferentes? ¿Es esto un resultado de la configuración de la capa de electrones? ¿Por qué un protón, un neutrón y un electrón adicionales dan lugar a tal diferencia?

Es la estructura de la capa de electrones la que determina las propiedades físicas de los elementos. El número de protones es el mismo que el número de electrones (los átomos son neutros), por lo que su pregunta es sobre física atómica en lugar de nuclear.
Gracias por su sugerencia, he cambiado la etiqueta de pregunta. Pero, ¿por qué entonces el ion de litio Li+, que tiene 2 electrones, sigue siendo muy diferente del átomo de helio, que también tiene dos electrones? La única diferencia es el número de protones en este caso.
Porque L i + tiene carga total + 1 , y H mi tiene carga total 0 . Esto hace una gran diferencia en su comportamiento químico y físico.
Los gases nobles son generalmente los casos aparentemente más especiales en comparación con cualquier otra cosa en la tabla periódica. Las propiedades más similares se encuentran a lo largo del eje vertical de la tabla. Aparte de eso, depende de lo que entiendas por similar.
No he notado esa pregunta antes de publicar esta. Esa pregunta, sin embargo, trata sobre el cobre y el zinc, que son metales y sólidos en rtp. Mi pregunta se refería específicamente al cambio significativo en el punto de ebullición entre el helio y el litio. ¿Es esto realmente el resultado de la estructura de la capa de electrones? ¿Es entonces la estructura electrónica del litio y el berilio más similar que la del helio y el litio?
Sí. Toda la química y la física química es el resultado de la estructura de la capa de electrones. El hecho de que el hilo existente discuta cobre y zinc en lugar de helio y litio es irrelevante dada la redacción actual de este hilo: la respuesta es la misma (es decir, la estructura de la capa de electrones). Si desea ser más específico acerca de por qué las diferencias de la capa de electrones entre el helio, el litio y el berilio dan lugar a sus propiedades (y eliminar por completo el vínculo con el número de protones), entonces una edición integral en ese sentido probablemente podría hacer la pregunta sobre -tema.

Respuestas (2)

Es un gas noble. Tiene un caparazón de 1s completamente lleno. Li tiene un electrón más que reside en la capa 2sp. Be tiene 2 electrones en esta capa. Por lo tanto, ambos átomos tienen una capa de valencia vacía, son análogos, por ejemplo, Na y Mg, también ambos metales.

Los científicos descubrieron que existen elementos que no reaccionan con otros elementos (ver expectativas más abajo) ni consigo mismos y llaman a estos gases elementos nobles. Además, se descubrió que estos elementos tienen configuraciones electrónicas con 2 ( He ), 8 ( Ne ), 8 ( Ar ), 18 ( Kr ), ... electrones en la capa más externa alrededor del núcleo. Se dijo que los elementos nobles son todos gases.

A partir de los espectros de emisión y absorción de los elementos excitados y basándose en la notación obsoleta de que los electrones giran alrededor del núcleo, se propuso una fórmula para los orbitales de los electrones, que no coincide con el número de electrones mencionado anteriormente. La física necesita algunas reglas y formulaciones de excepción para explicar lo que los químicos ordenaron en la tabla de Mendelejew (ver la historia de la tabla periódica ).

Los elementos nobles son todos gases y no reaccionan o reaccionan sólo en condiciones especiales (por ejemplo XeF6 ). La razón es fácil de entender si uno se da cuenta de que el espín y el momento dipolar magnético de los electrones involucrados juegan el papel principal en las relaciones a nivel atómico. Bastan dos y ocho electrones alrededor del núcleo. La interacción con otros átomos se reduce al mínimo. No reaccionan ni forman cadenas u otras estructuras. Simplemente son gases porque no tienen enlaces interatómicos.

Al ocupar espacio alrededor del núcleo con dos electrones, la naturaleza no permite más electrones en este orbital y dos electrones en el siguiente orbital ( ¡Be ! No Li como sugirió) no conducen nuevamente a una capa completa. Uno puede explicar esto por la distancia de los electrones externos de cada uno. Sin embargo, cuatro pares de electrones forman la siguiente capa completa y también lo hacen los siguientes 8 electrones nuevamente. Con menos o más electrones como configuraciones nobles, estos electrones forman enlaces intermoleculares y de otro tipo con átomos vecinos.

"girar, respectivamente, el momento dipolar magnético de los electrones involucrados juega el papel principal en las relaciones a nivel atómico": esto es completamente incorrecto . Por favor, deja de publicar información errónea. No hay excusa para no leer sobre los conceptos básicos; este libro ofrece una buena introducción.
@EmilioPisanty Mi pregunta ¿Alguien ha intentado incorporar el momento dipolar magnético de los electrones en la teoría de los orbitales atómicos? no aclaro tu comentario. ¿Podría explicar más en detalle?
Esta respuesta afirma que las interacciones entre los momentos dipolares magnéticos de los electrones juegan un "papel principal" en la estructura atómica (por encima de, digamos, las interacciones electrostáticas entre el núcleo y los electrones y entre los electrones, y el acoplamiento espín-órbita de los electrones). Esto es completamente incorrecto . Se puede encontrar una gran cantidad de detalles en cualquier libro de texto de física atómica (que le hemos estado señalando durante muchos años y que no tiene excusa para no leer).
Ponerse al día es su responsabilidad, y alegar falta de conocimiento como excusa para publicar información errónea no es apropiado. ¿Qué partes de esto no están claras?