periodo
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TAVOLA PERIODICA Lo strumento principe della chimica Classificazione degli elementi Problema: ordinare gli elementi secondo un criterio logico e memorizzabile metalli non-metalli solidi (escluso mercurio) lucenti (fotoelettricità) duttili (fili) malleabili (lamine) buoni conduttori ioni + con ossigeno danno gassosi, liquidi, solidi non lucenti non duttili non malleabili cattivi conduttori calore elettricità chimico idrossidi (pH basico) ioni con ossigeno danno in acqua in acqua ossidi solidi polverosi fisico ossidi gassosi (anidridi) acidi (pH acido) Dmitrij Mendeleev (1834-1907) • • • • • • Le caratteristiche chimico-fisiche degli elementi variano in maniera periodica Si ripresentano simili ogni otto elementi posti in successione secondo il peso atomico crescente Redige una TAVOLA degli elementi fino allora noti (1868) divisa in periodi orizzontali lungo i quali le caratteristiche si modificano gradualmente, e 8 gruppi verticali nei quali si trovano elementi con caratteristiche molto simili per giustificare i “salti” prevede l’esistenza di nuovi elementi e le loro caratteristiche (v. germanio) TAVOLA PERIODICA MODERNA • 1913: Henry Moseley propone come criterio di classificazione il numero atomico degli elementi • vengo via via scoperti i gas nobili o inerti, con molecola monoatomica il centinaio di elementi oggi noti sono divisi in • 8 gruppi principali (A) e • 10 gruppi degli elementi di transizione (B) • i periodi sono 7, distinti in brevi e lunghi, a seconda del numero di elementi che comprendono • ogni casella viene indicata con un numero intero progressivo da sinistra a destra (numero atomico) • riporta il simbolo dell’ elemento , il peso atomico relativo, e vari parametri chimico-fisici periodici gruppi e periodi gruppi periodi elementi transizione (B) dati dell’elemento gruppo IV numero atomico periodo 2 6 12,011 C massa atomica relativa* 2,5 carbonio 1s2,2s2p2 elettronegatività * distribuzione elettronica dalla posizione della casella : • numero d’ordine = numero atomico (Z) -numero protoni ed elettroni• gruppo = numero elettroni di ultimo livello • periodo = ultimo livello massa atomica relativa media pesata degli isotopi dell’elemento unità di misura: u.m.a. (1/12 isotopo 12C) i periodi e la rappresentazione di Lewis E nMe E E E E E Me E III A IV A V A VI A VII A VIII s2,p1 s2,p2 s2,p3 s2,p4 s2,p5 s2,p6 E II A s2 IA s1 • la rappresentazione dell’ultimo livello a punti o di Lewis ogni punto = 1 elettrone ogni coppia di punti = un doppietto elettronico (orbitale completo) 4 posizioni per i punti = i 4 orbitali (un s e tre p) • gli elementi dello stesso periodo stesso • livello più esterno lungo un periodo, il carattere metallico si • attenua • il carattere non metallico si accentua • • gas inerti i gruppi • elementi dello stesso gruppo stessa configurazione elettronica esterna • il numero di un gruppo A = numero di elettroni presenti nell’ultimo livello di energia • gruppi I, II, III metalli (meno di 4 elettroni) • gruppo IV metalloidi (4 elettroni) • gruppi V, VI, VII non metalli (più di 4 elettroni) • gruppo 0 (VIII) gas nobili o inerti (8 elettroni, escluso Elio livello 1 2 elettroni) • gruppi B estensione del gruppo II A (con 2 elettroni esterni in orbitale s) : stanno riempiendo gli orbitali d del livello sottostante elementi di transizione riempimento orbitali s e p I A II A Elementi di transizione: orbitale 4 s completo, riempiono gli orbitali 3 d Elementi con elettroni nell’orbitale s del loro periodo IIIA IV A VA VIA VII A Elementi con elettroni negli orbitali p del loro periodo 0 riempimento orbitali d periodo 1 2 3 4 riempimento 4 s riempimento 3 d riempimento 4 p proprietà periodiche • • • • • • • • • • carattere metallico numero di elettroni esterni energia di ionizzazione affinità elettronica elettronegatività raggio atomico raggio ionico temperatura di fusione densità del solido numero di legami • • • • regole le proprietà periodiche variano con continuità da sinistra a destra e dall’alto al basso si ripetono simili ogni 8 elementi in successione di numero atomico crescente in ogni periodo, ciascun elemento mostra valori intermedi tra quello che lo precede e quello che lo segue si ripetono con valori simili all’interno dei gruppi andamento energia ionizzazione andamento elettronegatività elementi disposti in successione per numero atomico crescente energia di ionizzazione energia necessaria per allontanare un elettrone (di prima ionizzazione) dall’atomo aumenta • da sinistra a destra • dal basso all’alto I metalli, con pochi elettroni periferici, li conseguenza perdono facilmente e si trasformano in ioni positivi -cationi- ossia, si ossidano. Mostrano così il livello sottostante penultimo- completo metalli non-metalli affinità elettronica Affinità elettronica aumenta Affinità elettronica aumenta non-metalli metalli energia liberata da un atomo quando acquista un elettrone Aumenta - da sinistra a destra - dal basso all’alto I non metalli, con più di 4 elettroni periferici, attirano altri elettroni per completare a 8 l’ultimo livello, si riducono e, se riescono a strapparli ad altri atomi con affinità elettronica Minore (i metalli), si trasformano in ioni negativi - anioni - energia con cui un nucleo attrae gli elettroni di legame (L. Pauling, 1932) Elettronegatività crescente Elettronegatività Elettronegatività crescente aumenta - da sinistra a destra - dal basso all’alto massima (4): fluoro -in alto a destraminima (0,7): francio -in basso a sinistra- Elettronegatività e legami chimici in un periodo (orizzontale): aumenta da sinistra a destra in un gruppo (verticale) aumenta dal basso verso l’alto la differenza di elettronegatività tra due elementi diversi definisce il tipo di legame chimico che si instaura tra i loro atomi covalente puro covalente polare ionico
